2015年に2回目の運用を開始して以来、ラージハドロンコライダーはかなり興味深いことを行っています。たとえば、CERNの研究者は2016年から、衝突を使用してラージハドロンコライダー美容実験（LHCb）を実施し始めました。これは、ビッグバンの後に何が起こったのかを特定するための調査であり、物質が生き残り、今日私たちが知っている宇宙を創造することができました。
過去数か月の間に、この実験は非常にまれな形の粒子崩壊の測定や物質と物質の非対称性の新たな発現の証拠など、いくつかの印象的な結果をもたらしました。そして最近では、LHCbの背後にいる研究者たちは、5つの粒子の新しいシステムの発見を発表しました。
に掲載された研究論文によると、 arXiv 2017年3月14日、検出された粒子は「オメガcゼロ」バリオンとして知られているものの励起状態でした。その種類の他の粒子と同様に、Omega-c-zeroは3つのクォークで構成されています。そのうちの2つは「奇妙」で、3番目は「チャーム」クォークです。このバリオンの存在は1994年に確認されました。それ以来、CERNの研究者たちは、より重いバージョンが存在するかどうかを判断しようと努めてきました。
そして今、LHCb実験のおかげで、彼らはそれらを見つけたようです。重要なのは、軌跡と、最終的な構成の粒子によって検出器に残ったエネルギーを調べ、それらを元の状態にトレースすることでした。基本的に、Omega-c-zero粒子は、強い力によって別のタイプのバリオン（Xi-c-plus）に崩壊し、次に弱い力を介して陽子、kaon、およびパイ中間子に崩壊します。
これから、研究者たちは、彼らが見ているものは異なるエネルギー状態（すなわち、異なるサイズと質量の）のオメガ-c-ゼロ粒子であると決定することができました。メガエレクトロボルト（MeV）で表すと、これらの粒子の質量はそれぞれ3000、3050、3066、3090、3119 MeVです。この発見は、粒子の5つの高エネルギー状態を同時に検出するため、かなりユニークでした。
これは、LHCb検出器の特別な機能と、LHCの最初の実行と2番目の実行（2009年から2013年、および2015年から実行）から蓄積された大規模なデータセットのおかげで可能になりました。研究者は適切な機器と経験で武装して、圧倒的なレベルの確実性で粒子を特定し、それがデータの統計的な異常である可能性を排除できました。
この発見は、3つの構成クォークがバリオンの内部で「強い力」、つまり原子の内部を一緒に保持するための基本的な力によってどのように束縛されるかなど、亜原子粒子の深い謎のいくつかに光を当てることも期待されています。これが異なるクォーク状態間の相関関係を解決するのに役立つ可能性があるもう1つの謎。
CernのLHCでLHCb実験に取り組んでいるエジンバラ大学の研究者であるGreig Cowan博士がBBCとのインタビューで説明したように：
「これは、クォークがどのように結合するかを明らかにする驚くべき発見です。陽子と中性子をよりよく理解するだけでなく、ペンタクォークやテトラクォークなどのよりエキゾチックなマルチクォーク状態にも影響を与える可能性があります。“
次のステップは、これらの新しい粒子の量子数（特定の粒子の特性を識別するために使用される数）を決定することと、それらの理論的重要性を決定することです。それがオンラインになったときから、LHCは素粒子物理学の標準モデルを確認するのに役立つだけでなく、それを超えて宇宙がどうなるか、そしてそれを支配する基本的な力がどのように組み合わさるかについてのより大きな未知数を探求するために手を差し伸べてきました。
結局のところ、これらの5つの新しい粒子の発見は、すべての理論（ToE）への道のり、または非常に大きなパズルの中で私たちの存在であるもう1つのピースへの道に沿った重要なステップになる可能性があります。引き続きご期待ください。
