CERN の大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) で LHCb コラボレーションに参加した物理学者が、とらえどころのない Ω を発見cc⁺ 2 つのマジック クォークと 1 つのストレンジ クォークを含む粒子であるバリオンは、半世紀以上前に初めて予測された、人気のダブル マジック バリオンのファミリーを完成させます。
二重に魅惑されたΩの作者の印象cc⁺ いじめっ子。写真提供者: ダニエル・ドミンゲス / CERN。
「クォークは物質の基本的な構成要素です」と、LHCb協力の次期副報道官であるポーラ・コリンズ博士は述べた。
「6種類のクォーク（アップ、ダウン、マジック、ストレンジ、アップ＆ダウン）があり、それぞれ中間子とバリオンとして知られるペアまたはトリプレットに結合します。」
「60年前、実験によって物質の基本的なクォーク構造が明らかになり始めたとき、研究者たちはクォークがどのように結合して複合粒子になるかを分類するための理論モデルを構築し始めました。」
「すぐに、科学者たちはまだ発見されていない粒子の特性を予測できるようになりました。」
「1964 年、ブルックヘブン国立研究所での新しい粒子の発見は転換点となりました。」
「この粒子は 3 つのストレンジ クォークで構成されており、すでに理論家によって予測されており、その存在と特性が実験的に確認されたことで、これらの理論モデルの強さが示されました。」
「1974年、4番目のクォークであるマジック・クォークが明らかになり、素粒子物理学の世界を揺るがした」と研究者らは付け加えた。
「これは、理論家が考えられる多くの新しいクォークの組み合わせに対応するためにモデルを拡張する必要があることを意味しました。」
「これらの予測には、二重の魅力を持つ凶悪犯も含まれていました。」
「これらは、それぞれが 2 つのマジック クォーク、または三重項の 3 行目にあるアップ クォーク、ダウン クォーク、ストレンジ クォークから構成される粒子です。」
「物理学者は、クォーク間の大きな質量差が、クォークを結合して複合粒子にする強い力についての有用な洞察を提供する可能性があるため、この粒子群に特に興味を持っています。」
「しかし、当時の実験では二重の魅力を備えた凶悪犯を生み出すことはできず、それらを検出するのに十分な感度の装置もありませんでした。」
魔法がΩを倍増させる仕組みの再構築cc⁺ バリオンは LHCb 実験で作成され、発見されました。画像クレジット: CERN。
LHCb の物理学者は、これらの魔法のバリオンの最初のものを 2017 年に発見し、2 つ目は今年初めに発見しました。
Ωの発見cc⁺この粒子ファミリーの 3 番目で最後のメンバーは、2024 年に LHC での高エネルギー陽子間衝突から収集されたデータに基づいています。
これらの衝突により、新しいダブルマジック地金が生成されましたが、これは寿命が短く、より安定した粒子に崩壊する前に検出器内でほんの数ミリ移動します。
LHCb チームは、これらの粒子が検出器内に残した痕跡を追跡して、それらの粒子の原点に戻りました。
これにより、陽子より約4倍重い見かけの質量を持つ短寿命の新粒子の特徴的な兆候が明らかになった。
「これは美しい歴史的意義のある瞬間です」とコリンズ博士は語った。
「LHC でこれまでに発見された 85 個の複合粒子の中で、この 3 人の魔法の凶悪犯はユニークです。」
「それらは弱い力で崩壊し、私たちの実験で測定可能な飛行距離が得られるほど長く生きます。」
「この発見は、粒子を追跡および識別する強力な機能を備えた、LHCb のアップグレードされた検出器のおかげで可能になりました。」
