Физики подтверждают существование квазичастицы Оддерона
Состояния, состоящие из двух, трех или более глюонов представляют собой своеобразные объекты, состоящие только из носителей сильного взаимодействия
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.