Откакто започна втория си оперативен пуск през 2015 г., Големият адронен сблъсък прави някои доста интересни неща. Например, като започне от 2016 г., изследователи от ЦЕРН започнаха да използват сблъсъка, за да проведат експеримента за красота „Голям адронен колайдер“ (LHCb). Това разследване се стреми да определи какво е станало след Големия взрив, така че материята да е в състояние да оцелее и да създаде Вселената, която познаваме днес.
През последните няколко месеца експериментът даде някои впечатляващи резултати, като например измерването на много рядка форма на разпад на частиците и доказателства за нова проява на асиметрия на материята-антиматерия. И наскоро изследователите зад LHCb обявиха откриването на нова система от пет частици, всички от които бяха наблюдавани в един анализ.
Според изследването, което се появи през arXiv на 14 март 2017 г. откритите частици бяха възбудени състояния на това, което е известно като барион „Омега-с-нула“. Подобно на други подобни частици, Omega-c-нулата е съставена от три кварка - два от които са „странни“, докато третият е „чар“. Съществуването на този барион беше потвърдено през 1994 г. Оттогава изследователите от ЦЕРН се опитваха да установят дали има по-тежки версии.
И сега, благодарение на експеримента LHCb, изглежда, че са ги намерили. Ключът беше да се проучат траекториите и енергията, оставена в детектора, от частици в окончателната им конфигурация и да ги проследим до първоначалното им състояние. По принцип частиците на Омега-с-нула се разпадат чрез силната сила в друг тип барион (Xi-c-plus) и след това чрез слабата сила в протони, каони и пиони.
От това изследователите успяха да определят, че това, което виждат, са частици Омега-с-нула при различни енергийни състояния (т.е. с различни размери и маси). Изразени в мегаелектронволта (MeV), тези частици имат маси съответно 3000, 3050, 3066, 3090 и 3119 MeV. Това откритие беше доста уникално, тъй като включваше откриване на пет по-високи енергийни състояния на частица едновременно.
Това стана възможно благодарение на специализираните възможности на детектора LHCb и големия набор от данни, който беше натрупан от първото и второто изпълнение на LHC - които продължиха съответно от 2009 г. до 2013 г. и от 2015 г. насам. Въоръжени с подходящото оборудване и опит, изследователите успяха да идентифицират частиците с огромно ниво на сигурност, като изключиха възможността това да е статистически поток в данните.
Очаква се също така откритието да хвърли светлина върху някои от по-дълбоките мистерии на субатомните частици, например как трите съставни кварка са свързани в барион от „силната сила“ - т.е. основната сила, която е отговорна за сдържането на вътрешността на атомите заедно , Друга загадка, че това би могло да помогне за разрешаване на корелацията между различните състояния на кварк.
Както обясни в интервю за BBC д-р Greig Cowan - изследовател от Университета в Единбург, който работи върху експеримента LHCb в LHC на Cern:
„Това е поразително откритие, което ще хвърли светлина върху това как кварките се свързват. Това може да има последици не само за по-доброто разбиране на протони и неутрони, но и за по-екзотични мултикваркни състояния, като пентакварки и тетракварки.“
Следващата стъпка ще бъде определянето на квантовите числа на тези нови частици (числата, използвани за идентифициране на свойствата на определена частица), както и определяне на теоретичното им значение. Откакто се появи онлайн, LHC помага да потвърди Стандартния модел на физиката на частиците, както и да достигне отвъд него, за да проучи по-големите неизвестности за това как е станала Вселената и как основните сили, които я управляват, се съединяват.
В крайна сметка откриването на тези пет нови частици може да бъде решаваща стъпка по пътя към Теория на всичко (ToE) или просто още едно парче в много големия пъзел, който е нашето съществуване. Останете тук, за да видите кои!
