Физики нашли признаки сложного устройства некоторых состояний боттомония
Некоторые состояния боттомония могут содержать не только тяжелый кварк и антикварк, но и примесь легких кварков. На это указывает неожиданно высокая частота отдельных превращений частицы.
Источник: Младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Евгений Коваленко. Фото Т. Морозовой
МОСКВА, 31 июля. /Новости науки/. Новосибирские физики обнаружили признаки того, что некоторые возбужденные состояния боттомония устроены сложнее, чем считалось. Об этом сообщила пресс-служба Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.
Обычно боттомоний описывают как частицу, состоящую из тяжелого прелестного, или b-кварка, и его антикварка. Анализ данных эксперимента Belle показал, что в некоторых состояниях к этой паре могут примешиваться компоненты, содержащие дополнительные легкие кварк и антикварк.
«На данный момент мы не можем сделать строгое заявление о структуре боттомония, но мы видим расхождение, и наличие компонентов с легкими кварками могло бы его объяснить», — рассказал младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Евгений Коваленко.
На возможную сложную структуру частицы указало изучение адронных переходов. При таких процессах возбужденный боттомоний испускает один или несколько легких адронов — например, пи-мезоны или эта-мезон — и переходит в состояние с меньшей энергией.
Теоретические модели предсказывают, что переходы с испусканием пары пи-мезонов должны происходить значительно чаще, чем переходы с эта-мезоном. В эксперименте эта-переходы действительно встречались реже, однако их вероятность оказалась примерно в 100 раз выше некоторых теоретических оценок.
По словам ученых, это расхождение может быть связано с присутствием легких кварков в возбужденном состоянии боттомония. Дополнительные компоненты способны изменять вероятность его переходов и распадов.
Проверить гипотезу позволит дальнейший набор данных в эксперименте Belle II. Если аномально высокая частота подобных переходов повторится именно для возбужденных состояний, это станет серьезным аргументом в пользу более сложного устройства боттомония.
Эксперимент Belle II проходит на электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB в японском городе Цукуба. Его участники изучают редкие распады частиц и ищут процессы, которые невозможно полностью объяснить в рамках Стандартной модели — современной теории элементарных частиц. Специалисты ИЯФ СО РАН участвовали в подготовке эксперимента, а сейчас анализируют получаемые данные.
Обычно боттомоний описывают как частицу, состоящую из тяжелого прелестного, или b-кварка, и его антикварка. Анализ данных эксперимента Belle показал, что в некоторых состояниях к этой паре могут примешиваться компоненты, содержащие дополнительные легкие кварк и антикварк.
«На данный момент мы не можем сделать строгое заявление о структуре боттомония, но мы видим расхождение, и наличие компонентов с легкими кварками могло бы его объяснить», — рассказал младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Евгений Коваленко.
На возможную сложную структуру частицы указало изучение адронных переходов. При таких процессах возбужденный боттомоний испускает один или несколько легких адронов — например, пи-мезоны или эта-мезон — и переходит в состояние с меньшей энергией.
Теоретические модели предсказывают, что переходы с испусканием пары пи-мезонов должны происходить значительно чаще, чем переходы с эта-мезоном. В эксперименте эта-переходы действительно встречались реже, однако их вероятность оказалась примерно в 100 раз выше некоторых теоретических оценок.
По словам ученых, это расхождение может быть связано с присутствием легких кварков в возбужденном состоянии боттомония. Дополнительные компоненты способны изменять вероятность его переходов и распадов.
Проверить гипотезу позволит дальнейший набор данных в эксперименте Belle II. Если аномально высокая частота подобных переходов повторится именно для возбужденных состояний, это станет серьезным аргументом в пользу более сложного устройства боттомония.
Эксперимент Belle II проходит на электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB в японском городе Цукуба. Его участники изучают редкие распады частиц и ищут процессы, которые невозможно полностью объяснить в рамках Стандартной модели — современной теории элементарных частиц. Специалисты ИЯФ СО РАН участвовали в подготовке эксперимента, а сейчас анализируют получаемые данные.
