Ученые Европейской организации ядерных исследований CERN, работающие с самым мощным в мире ускорителем частиц, Большим Адронным Коллайдером (БАК), получили бесспорные доказательства существования элементарных частиц, состоящих из четырех кварков. Большинство частиц всей материи Вселенной состоит из двух или трех кварков, но за прошедшее десятилетие ученые, работающие с различными ускорителями частиц, собрали доказательства того, что в природе могут существовать и частицы, состоящие из четырех кварков. Ученые-физики дают таким частицам названия, которые начинаются с латинской буквы Z. «Мы думаем, что эти Z-частицы являются новым типом материи, о свойствах которой нам пока еще известно очень мало» — рассказал Эрик Свансон (Eric Swanson), ученый из Питсбургского университета, работающий в направлении физики элементарных частиц.
Z-частица, следы которой удалось обнаружить ученым CERN, имеет название Z(4430). Эта частица являет крайне нестабильной и короткоживущей, она существует только в среде, насыщенной энергией до высокого уровня. Физики считают, что такие частицы существовали в больших количествах лишь спустя только микросекунду после момента Большого Взрыва.
Источником частиц Z(4430) естественного происхождения могут стать потоки высокоэнергетических космических лучей, а в искусственных условиях такие частицы могут быть получены лишь в недрах БАК и некоторых других мощных ускорителей частиц. «Возникновение Z-частиц является крайне редким процессом» — рассказывает Свансон, — «И они возникают в активной зоне коллайдера в момент столкновения двух протонов, которые, как известно, состоят из трех кварков».
Данные, собранные учеными CERN, весьма и весьма достоверны. Уровень их статистической достоверности равен 13.9 сигм, что намного превышает значение 5 сигм, после достижения которого любой набор научных данных считается абсолютно достоверным и может быть принят в качестве научного открытия. И естественно, высокий уровень статистической достоверности позволяет с уверенностью заявить, что частица Z(4430) существует на самом деле.
История, которая тянется за частицей Z(4430), весьма долга. Первые намеки на существование этой частицы были получены в 2008 году учеными Belle Collaboration, которые занимались обработкой данных, собранных при помощи японского ускорителя KEK. Подобные следы были обнаружены позже учеными из группы под названием BaBar, которые проводили серию экспериментов на ускорителях Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Но ученые BaBar пришли к выводам, что наблюдавшиеся ими явления могут быть объяснены и чем-то другим, нежели существованием экзотической частицы из четырех кварков.
Следует отметить, что частица Z(4430) является не единственной и не первой Z-частицей, с которой уже доводилось иметь дело ученым. Другими известными Z-частицами являются частицы Zc(3900) и Zc(4020), которые были обнаружены в прошлом году сразу двумя независимыми группами ученых.
