新しい粒子が粒子物理学でモンキーレンチを投げる

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ヒットは、エネルギー省のフェルミ国立加速器研究所からのものです。今月のところ、ラボは珍しいシングルトップクォークの発見を発表し、他のすべての粒子を与えると考えられているとらえどころのないヒッグスボソン粒子または「神粒子」の質量のギャップを実際に2倍に狭めました。彼らの質量。

現在、科学者は、物理学者がクォークが結合して物質を形成する方法について知っていると物理学者が考えていることに異議を唱える、完全に理論化されていない新しい粒子を検出しました。彼らはそれをY(4140)と呼び、測定された4140メガ電子ボルトの質量を反映しています。

「それは私たちに何かを伝えようとしているに違いない」と、フェルミラボの衝突探知器チームのスポークスマンであるフロリダ大学のJacobo Konigsberg氏は語った。 「これまでのところ、私たちはそれが何であるかはわかりませんが、私たちは耳を傾け続けると確信しています。」

私たちが知っている問題は、クォークと呼ばれるビルディングブロックで構成されています。クォークは、他の粒子を構築するためのさまざまな確立された方法で互いに適合します。クォークと反クォークのペアで作られた中間子、および3つのクォークで作られたバリオン。

しかし最近、スタンフォードのSLAC国立加速器研究所と日本の研究所KEKの電子陽電子衝突型加速器が複合クォーク構造の例を明らかにしました。バツ そしてY粒子—通常の中間子やバリオンではありません。そして今、FermilabのCollider Detector(CDF)コラボレーションは、Y(4140)粒子の証拠を発見しました。

Y(4140)粒子は他の2つの粒子、J / psiとファイに崩壊し、物理学者にそれがチャームとアンチチャームのクォークの構成である可能性を示唆しています。ただし、この減衰の特性は、このようなメイクアップに対する従来の期待に適合しません。単純なクォーク-アンチクォーク構造を超えた他の可能な解釈は、グルオン、または4クォークの組み合わせも含むハイブリッド粒子です。

フェルミラボの科学者たちは、B +中間子と呼ばれるボトムクォークを含む、より一般的に生成される粒子の崩壊でY(4140)粒子を観察しました。フェルミラボのテバトロンからの何兆もの陽子-反陽子衝突をふるいにかけて、彼らは予期しないパターンで崩壊したB +中間子の小さなサンプリングを特定しました。さらなる分析は、B +中間子がY(4140)に崩壊していることを示しました。

Y(4140)粒子は、FermilabのTevatronとKEKおよび米国とのパートナーシップを通じてスタンフォードで動作するSLACラボの実験者によって過去数年間に観察された類似の異常な特性の粒子のファミリーの最新のメンバーです。エネルギー省。

「私たちは、J / psiとphiに崩壊する新しい予期しないY状態の最初の証拠について、CDFを祝福します。」 「この状態は、ベルによって発見されたY(3940)状態に関連している可能性があり、チャームクォークを含むエキゾチックなハドロンの別の例である可能性があります。この状態を私たち自身のBelleデータで確認しようとします。」

理論物理学者は、現在の中間子とバリオンの理解を超えた、これらのエキゾチックなクォークの組み合わせの本質を解読しようとしています。一方、実験家たちは幸いにも、そのような粒子をもっと探し続けています。

「私たちは知識を少しずつ積み上げています」とフェルミラボの広報担当者、ロブ・ローザー氏は語り、「十分な数のピースがあれば、このパズルがどのように組み合わさるかがわかります。」

Y(4140)の観測は、CDFが提出した記事の主題です。 物理的レビューレター 今週。 Y(4140)の発表に加えて、CDF実験コラボレーションは、今週ヨーロッパで行われる量子色力学に関するモリオン会議で、電弱トップクォーク生成の発見やヒッグス粒子の新しい制限など、40以上の新しい結果を発表しています。 FermilabのDZeroコラボレーションの実験者と。

出典:Fermilab

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