CERNが新粒子の発見を発表

CERNのLHCb実験は本日、イタリアのベニスで開催される欧州物理学会主催の高エネルギー物理学会議で新粒子の発見を発表する予定です。ジュネーブ (スイス) の大型ハドロン衝突型加速器は、最も代表的なメンバーが中性子と陽子である 3 つのクォークによって形成される亜原子粒子の一種であるバリオン族に属するΞcc++ (Xicc++)と呼ばれる新しい粒子を観測しました。この発見は、ヒッグス粒子の発見から 5 年を迎える同じ週に発表された。

この新しいバリオン粒子は素粒子物理学の標準模型によって予測されていましたが、その存在は今日まで確認されていませんでした。 CERNが声明で説明しているように、LHCbによって検出された粒子の質量は約3621MeVであり、この特性により、最も人気のあるバリオンである陽子よりも4倍重い粒子となる。この性質は、新しい粒子が二重の魅力を持つクォークを持っているという事実によるものです。

標準模型によれば、素粒子はフェルミ粒子とボソンに分類されます。次に、フェルミ粒子には、電子のようなレプトンとクォークという 2 つの基本的なタイプがあります。クォークの場合、6 つの異なるタイプまたはフレーバーがあります: u クォーク (アップ)、d クォーク (ダウン)、s クォーク (ストレンジ)、c クォーク (チャーム)、t クォーク (トップ/真実)。 ) とクォーク b ( bottom/beauty 、bottom/beauty)。バリオンは、正確に 3 つのクォークから構成される亜原子粒子です。 Xicc++ の場合、粒子は 2 つの c (チャーム) クォークと 1 つの u (アップ) クォークで構成されます。 c (チャーム) クォークは、s (ストレンジ)、t (トップ)、および b (ボトム) クォークと同様に重いクォークです。一方、軽いクォークはu (アップ) クォークと d (ダウン) クォークです。

物理学の新たなフロンティア

これまでは単一の重いクォークを持つバリオンしか観測されていなかったため、このタイプの粒子が明確に検出されたのは初めてである。たとえば、陽子には 2 つの u (アップ) クォークと 1 つの d (ダウン) クォークがあり、中性子には 2 つの d (ダウン) クォークと 1 つの u (アップ) クォークがあります。つまり、これら 2 つの有名な素粒子には 3 つの軽いクォークがありますが、 Xicc++ には 2 つの重いクォークと 1 つの軽いクォークがあるため、陽子や中性子の 4 倍重いことになります。 CERN の観察は、素粒子物理学の標準モデルを裏付けるさらなる証拠です。

世界最大の素粒子物理学研究室の結果は、ジャーナルPhysical Review Lettersに掲載するために提出されたため、その結論はまだ科学界によって検討されていません。 「重いダブルクォークを持つバリオンの発見は、4つの基本的な力の1つである強い相互作用を説明する理論である量子色力学を評価するためのユニークなツールを提供するため、非常に興味深いです」と共同研究の広報担当者、ジョバンニ・パッサレバ氏は言う。 .LHCb。デビッド・ポリッツァー、フランク・ウィルチェク、デビッド・グロスによって提唱され、その業績により 2004 年にノーベル物理学賞を受賞した量子色力学の理論は、クォークがどのように相互作用するのか、またバリオンの構造が何なのかを説明します。

「3つのクォークが互いに『複雑なダンス』をする他のバリオンとは異なり、二重に重いバリオンは、2つの重いクォークが互いに周回する重い星の役割を果たし、一種の惑星系として機能すると期待されています。一方、軽いクォークはこの連星系を周回するでしょう」と、LHCb 共同研究の元広報担当者、ガイ・ウィルキンソン氏は述べています。 CERN によるこの新しい粒子の検出により、このタイプの素粒子の新しいメンバーが発見されるという期待が高まり、その探索はジュネーブの大型ハドロン衝突型加速器によって実施される予定です。