Treffene fortsetter å komme fra Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory. Så langt denne måneden har laboratoriet kunngjort oppdagelsen av en sjelden enkel toppkvark, og deretter innsnevret gapet - to ganger, faktisk - for massen av den unnvikende Higgs Boson-partikkelen, eller "Gud-partikkel", tenkt å gi alle andre partikler deres masse.
Nå har forskere oppdaget en ny, helt ikke-teoretisert partikkel som utfordrer det fysikere trodde de visste om hvordan kvarker kombineres for å danne materie. De kaller det Y (4140), og gjenspeiler den målte massen på 4140 Mega-elektron volt.
"Det må være å prøve å fortelle oss noe," sa Jacobo Konigsberg fra University of Florida, en talsperson for Fermilabs collider detector-team. "Så langt er vi ikke sikre på hva det er, men vi kan være sikre på at vi fortsetter å lytte."
Materiell som vi vet det består av byggesteiner som kalles kvarker. Kvarker passer sammen på forskjellige veletablerte måter å bygge andre partikler på: mesoner, laget av et kvark-antikvarkspar, og baryoner, laget av tre kvarker.
Men nylig har elektron-positron-kollidere ved Stanfords SLAC National Accelerator Laboratory og det japanske laboratoriet KEK avslørt eksempler på sammensatte kvarkstrukturer - navngittX ogYpartikler - det er ikke de vanlige mesonene og baryonene. Og nå har Collider Detector ved Fermilab (CDF) -samarbeidet funnet bevis for Y (4140) -partikkelen.
Y (4140) -partikkelen forfaller til et par andre partikler, J / psi og phi, og antyder for fysikere at det kan være en sammensetning av sjarm og antikarmkvarker. Egenskapene til dette forfallet stemmer imidlertid ikke med de konvensjonelle forventningene til en slik sminke. Andre mulige tolkninger utover en enkel quark-antiquark-struktur er hybridpartikler som også inneholder gluoner, eller til og med fire-quark-kombinasjoner.
Fermilab-forskerne observerte Y (4140) partikler i forfallet til en mye mer produsert partikkel som inneholder en bunnkvark, kalt B + meson. Når de siktet gjennom billioner av proton-antiproton-kollisjoner fra Fermilabs Tevatron, identifiserte de en liten prøve av B + -messoner som forfalt i et uventet mønster. Ytterligere analyse viste at B + -messonene forfalt til Y (4140).
Y (4140) -partikkelen er det nyeste medlemmet av en familie med partikler med lignende uvanlige egenskaper som er observert de siste flere år av eksperimenter på Fermilabs Tevatron samt på KEK og SLAC-laboratoriet, som opererer i Stanford gjennom et partnerskap med USA Institutt for energi.
"Vi gratulerer CDF med det første beviset for en ny uventet Y-tilstand som forfaller til J / psi og phi," sa den japanske fysikeren Masanori Yamauchi, en talsperson for KEK. “Denne tilstanden kan ha sammenheng med Y (3940) staten som ble oppdaget av Belle, og kan være et annet eksempel på en eksotisk hadron som inneholder sjarmkvarker. Vi vil prøve å bekrefte denne tilstanden i våre egne Belle-data. ”
Teoretiske fysikere prøver å avkode den sanne naturen til disse eksotiske kombinasjonene av kvarker som faller utenfor vår nåværende forståelse av mesoner og baryoner. I mellomtiden fortsetter eksperimenterende lykkelig med å søke etter flere slike partikler.
"Vi bygger på kunnskapen vår stykkevis," sa Fermilab-talsperson Rob Roser, "og med nok brikker, vil vi forstå hvordan dette puslespillet passer sammen."
Observasjonen Y (4140) er gjenstand for en artikkel sendt av CDF til Fysiske gjennomgangsbrev denne uka. Foruten å kunngjøre Y (4140), presenterer CDF eksperimentsamarbeidet mer enn 40 nye resultater på Moriond Conference on Quantum Chromodynamics i Europa denne uken, inkludert oppdagelsen av electroweak topp-quark-produksjon og en ny grense for Higgs boson, på konsert med eksperimenter fra Fermilabs DZero-samarbeid.
Kilde: Fermilab
