Сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, ИТЭФ, ИФВЭ принимают активное участие в работе эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европейском Центре ядерных исследований (CERN) в Женеве. В начале этого года в рамках эксперимента LHCb ученые получили данные, указывающие на открытие двух новых элементарных частиц. Скорее всего они принадлежат к семейству Ωb–барионов, находящихся в возбужденном состоянии. Физики отмечают, что возбужденное состояние Ωb– наблюдалось впервые.
Столкновение протонов на БАК – это уникальный источник новых частиц. LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) входит в четверку ключевых экспериментов на БАК. Основными объектами исследования LHCb являются субатомные частицы, содержащие в своем составе так называемый "прелестный" (b) кварк (литера "b" означает "beauty" ("прелесть")).
В семействах элементарных частиц существуют долгоживущие основные состояния, характеризующиеся минимальной энергией, и возбужденные состояния. Основные состояния распадаются под действием слабого взаимодействия, а возбужденные - под действием сильного или электромагнитного взаимодействий.
До 2020 года для семейства прелестных Ωb–барионов было известно лишь основное состояние. В январе 2020 года исследователи LHCb объявили об обнаружении новых сигналов, которые указывают на существование возбужденных состояний Ωb–. Открытие было сделано в результате наблюдения за распадом новых частиц. Оказалось, что в процессе распада Ωb–барионов образуются две частицы - прелестный барион Ξb0 и K–- мезон. Именно это позволило сделать вывод о существовании возбужденного состояния Ωb–барионов. K–- мезон напрямую регистрировался с помощью экспериментальной установки LHCb, а барион Ξb0 – по дочерним частицам, на которые он распадался.
Исследователи LHCb проанализировали все данные, набранные в ходе первого и второго этапа работы БАК (2011-2018 годы), и определили массы новых Ωb–барионов. Также удалось выяснить, что возбужденные барионы живут довольно долго по меркам процессов, проходящих под влиянием сильного взаимодействия. Для окончательного прояснения природы структур, открытых физиками в ходе LHCb, планируется провести новые измерения, чтобы набрать необходимые экспериментальные данные.
