Тяжелый родственник протона: в ЦЕРНе открыли частицу с двойным «шармом»

Пока человечество пытается разобраться с земными проблемами, в швейцарских туннелях ЦЕРНа продолжают разбирать вселенную на запчасти. На этот раз физики наткнулись на что-то действительно «тяжелое» в прямом смысле слова. Команда ученых, в числе которых ключевую роль сыграли исследователи из Манчестерского университета, объявила о открытии новой субатомной частицы на Большом адронном коллайдере (LHC). Новичок получил название Ξcc+ (Кси-cc-плюс), и это не просто очередная строка в учебнике физики, а тяжелый «родственник» обычного протона.

Ирония истории заключается в том, что протон также был открыт в Манчестере Эрнестом Резерфордом еще в 1917–1919 годах. Но если классический протон довольствуется двумя верхними и одним нижним кварками, то Ξcc+ играет в высшей лиге масс. В его составе — два «чарующих» (charm) кварка и один нижний. Замена легких кварков на их массивные аналоги делает эту частицу значительно тяжелее, что позволяет ученым лучше понять сильные взаимодействия, которые удерживают материю вместе.

Это открытие стало первым значительным результатом работы модернизированного детектора LHCb. Это гигантский международный проект, где более 1000 ученых пытаются понять, почему мы вообще существуем (в частности, куда делась антиматерия). Профессор Крис Паркс (Chris Parkes) из Манчестера, который возглавлял международное сотрудничество, проводит прямые параллели между прошлым и настоящим.

Чтобы увидеть Ξcc+, недостаточно просто смотреть в микроскоп. Нужна сверхбыстрая «камера». Группа из Манчестера разработала ключевые модули кремниевых пиксельных детекторов, которые собирали непосредственно в университетском корпусе Шустера. Эти устройства фиксируют события с невероятной скоростью — 40 миллионов раз в секунду. Фактически,