На протяжении 50 лет физики безуспешно охотились за так называемой частицей Оддерон. Теперь шведско-венгерская исследовательская группа обнаружила мифическую квазичастицу с помощью обширного анализа экспериментальных данных, полученных на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе в Швейцарии.
Физики из коллаборации ТОТЕМ (TOTal cross section, Elastic scattering and diffraction dissociation Measurement) на Большом адронном коллайдере ЦЕРНА (БАК) и коллаборации DØ в Фермилабе обнаружили новые убедительные доказательства существования оддерона – неуловимого трехглюонного состояния.
Состояния, состоящие из двух, трех или более глюонов представляют собой своеобразные объекты, состоящие только из носителей сильного взаимодействия. Появление квантовой хромодинамики (КХД) привело теоретиков к предсказанию существования оддерона в 1973 году.
Однако доказать его существование было серьезной экспериментальной задачей, требующей детальных измерений протонов, когда они отскакивают друг от друга в столкновениях с высокой энергией.
В то время как большинство высокоэнергетических столкновений приводят к тому, что протоны распадаются на составляющие их кварки и глюоны, примерно 25% – это упругие столкновения, в которых протоны остаются неповрежденными, но возникают по несколько иным траекториям.
“Наш результат исследует глубочайшие особенности квантовой хромодинамики, в частности то, что глюоны взаимодействуют между собой и что нечетное число глюонов может быть ”бесцветным”, таким образом экранируя сильное взаимодействие”, – сказал представитель TOTEM доктор Симона Джани, физик из ЦЕРНА.
“Примечательной особенностью этой работы является то, что результаты получены путем объединения данных БАК и Теватрона при различных энергиях.”
TOTEM измеряет небольшие отклонения в протон-протонном (pp) рассеянии с помощью двух детекторов, расположенных на расстоянии 220 метров по обе стороны от эксперимента CMS, в то время как DØ использовал аналогичную установку на протон-антипротонном (pp) коллайдере Tevatron.
Физики сравнили данные БАК pp (записанные при энергиях столкновения 2,76, 7, 8 и 13 ТэВ и экстраполированные до 1,96 ТэВ) с данными Tevatron pp, измеренными при 1,96 ТэВ. Ожидается, что оддерон будет вносить свой вклад с различными знаками в рассеяние pp и pp.
В подтверждение этой картины два набора данных расходятся на уровне 3,4 σ, что свидетельствует о т-канальном обмене бесцветного С-нечетного глюонного соединения.
“В сочетании с ρ и результатом полного поперечного сечения при 13 ТэВ значение находится в диапазоне 5,2-5,7 σ и, таким образом, представляет собой первое экспериментальное наблюдение оддерона”, – сказал доктор Кристоф Ройон, физик из Канзасского университета.” “Это крупное открытие ЦЕРНа и Фермилаб.”
“Это важная веха в физике элементарных частиц! Мне кажется фантастическим внести свой вклад в более глубокое понимание материи – фундаментальных строительных блоков нашего мира», – говорит Роман Пасечник, исследователь физики элементарных частиц из Лундского университета.
Источник: