Коллаборация CMS (Компактный мюонный соленоид) c участием ученых из Массачусетского технологического института обнаружила доказательства существования Х-частиц в кварк-глюонной плазме, которая производится на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Известно, что после Большого взрыва Вселенная представляла собой плазму, состоящую из кварков и глюонов — элементарных частиц, которые образовывали различные нестабильные частицы перед тем, как охладиться и сформировать андроны (включая протоны и нейтроны). Считается, что перед самым охлаждением из кварков и глюонов возникали экзотические Х-частицы неизвестной структуры. Х-частицы также могут возникать внутри ускорителей частиц, способных генерировать кварк-глюонную плазму.
Исследователи воспользовались методами машинного обучения, чтобы выделить события-кандидаты среди 13 миллиардов столкновения тяжелых ионов, каждое из которых произвело десятки тысяч заряженных частиц. Результаты анализа указали примерно на сотню частиц X (3872) — разновидности Х-частиц, которая получила свое обозначение благодаря расчетной массе. Согласно полученным данным, эта частица представляет собой компактный тетракварк (состоит из четырех кварков) либо совершенно новый тип молекул, состоящих не из классических атомов, а из двух мезонов, которые, в свою очередь, образованы двумя кварками.
Впервые свидетельства о существовании X (3872) были получены в 2003 году в эксперименте на японском коллайдере Belle, однако частицы распадались слишком быстро, чтобы ученые могли детально изучить их структуру. Однако в новом исследовании ученым удалось обнаружить необычное распределение разлетающихся частиц, указывающих на существование распадающейся Х-частицы.