Các nhà vật lý từ Đại học Zurich đã phát hiện ra một hạt chưa từng được biết đến bao gồm ba hạt quark trong máy gia tốc hạt Hadron Collider (LHC) lớn. Do đó, một baryon mới có thể được phát hiện lần đầu tiên tại LHC. Baryon được gọi là Xi_b ^ * xác nhận các giả định cơ bản của vật lý liên quan đến sự ràng buộc của các quark.
Trong vật lý hạt, họ baryon đề cập đến các hạt được tạo thành từ ba quark. Các quark tạo thành một nhóm gồm sáu hạt khác nhau về khối lượng và điện tích của chúng. Hai quark nhẹ nhất, cái gọi là Quark lên và Quark xuống Quark, tạo thành hai thành phần nguyên tử, proton và neutron. Tất cả các baryon được cấu thành từ ba quark nhẹ nhất (Nhận thức về các loại quark, và các loại quark lạ lạ). Chỉ có rất ít baryon với quark nặng đã được quan sát cho đến nay. Chúng chỉ có thể được tạo ra một cách nhân tạo trong các máy gia tốc hạt vì chúng nặng và rất không ổn định.
Máy dò ATLAS nổi tiếng tại Cern
Trong quá trình va chạm proton trong LHC tại CERN, các nhà vật lý Claude Amsler, Vincenzo Chiochia và Ernest Aguiló từ Viện Vật lý Zurich Đại học Zurich đã tìm cách phát hiện ra một baryon với một ánh sáng và hai quark nặng. Hạt Xi_b ^ * bao gồm một phần mềm Up, một chiếc lạ và một chiếc quark dưới đáy (USB), trung tính về điện và có độ xoáy 3/2 (1,5). Khối lượng của nó tương đương với khối lượng của một nguyên tử lithium. Phát hiện mới có nghĩa là hai trong số ba baryon được dự đoán trong thành phần usb theo lý thuyết đã được quan sát.
Phát hiện này dựa trên dữ liệu thu thập được trong máy dò CMS, trường Đại học Zurich đã tham gia phát triển. Các hạt mới không thể được phát hiện trực tiếp vì nó quá không ổn định để được đăng ký bởi máy dò. Tuy nhiên, Xi_b ^ * chia tay trong một loạt các sản phẩm phân rã đã biết. Ernest Aguiló, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ thuộc nhóm Giáo sư Amsler, đã xác định dấu vết của các sản phẩm phân rã tương ứng trong dữ liệu đo lường và có thể tái tạo các tầng phân rã bắt đầu từ phân rã Xi_b ^ *.
Các tính toán dựa trên dữ liệu từ các va chạm proton-proton ở năng lượng bảy vôn electron Tera (TeV) được thu thập bởi máy dò CMS trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 11 năm 2011. Tổng cộng có 21 phân rã baryon đã được phát hiện - đủ để thống kê để loại trừ một biến động thống kê.
Việc phát hiện ra hạt mới xác nhận lý thuyết về cách các quark liên kết và do đó giúp hiểu được sự tương tác mạnh mẽ, một trong bốn lực cơ bản của vật lý quyết định cấu trúc của vật chất.
Tái xuất bản với sự cho phép của Đại học Zurich