Univerzitet u Manchesteru učestvovao je u potvrdi postojanja nove dvostruko charmovane čestice Ξcc⁺ sa masom 3619,97 MeV/c², zasnovanoj na otprilike 915 rekonstruisanih raspada u unapređenom LHCb detektoru. Rezultat razrešava raniju kontroverzu iz 2000‑ih i upotpunjava sliku nakon otkrića Ξcc⁺⁺ 2017. godine. Tehnički doprinos Manchestera — posebno silicijumski piksel moduli — bio je presudan za preciznu rekonstrukciju signala.
Otkriven Ξcc⁺ — nova, teška članica porodice bariona otkrivena uz doprinos Manchestera
The particle, known as the Ξcc⁺ (Xi‑cc‑plus), is a new type of heavy proton-like particle containing two charm quarks and one down quark. (CREDIT: University of Manchester)
Timovi LHCb eksperimenta iz CERN‑a, uz vodeću ulogu istraživača sa Univerziteta u Manchesteru, potvrdili su postojanje nove dvostruko charmovane čestice Ξcc⁺. Merenjem zasnovanim na podacima iz unapređenog LHCb detektora utvrđena je masa čestice od 3619,97 MeV/c², a signal se oslanja na oko 915 rekonstruisanih raspada u tri lakše čestice.
Šta je Ξcc⁺?
Ξcc⁺ je barion koji sadrži dva charm kvarka i jedan down kvark (sastav: c c d). Zbog dva teška kvarka znatno je masivniji nego obični proton i veoma kratkotrajne prirode — raspada se za delove pikosekunde. Otkrivanje Ξcc⁺ upotpunjava porodicu dvostruko charmovih bariona nakon što je LHCb 2017. prijavio otkriće svog težeg partnera, Ξcc⁺⁺ (ccu).
Prof Chris Parkes with the LHCb experiment. (CREDIT: Piotr Traczyk, CERN)
Kako je otkriveno i zašto je to važno?
Rezultati potiču iz prve pune godine rada unapređenog LHCb detektora i uključuju statistički snažan skup od oko 915 raspada, što smanjuje verovatnoću da je signal slučajna fluktuacija. Merenje od 3619,97 MeV/c² razrešava dve dekade dugu kontroverzu — ranije tvrdnje iz ranih 2000‑ih bile su neusklađene sa teorijom i novim rezultatima, te su sada odbačene.
Uloga Univerziteta u Manchesteru
Grupa sa Univerziteta u Manchesteru imala je ključnu tehničku ulogu u nadogradnji LHCb‑a: dizajnirala je i proizvela kritične module silicijumskog piksel detektora u zgradi Schuster. Ti moduli omogućavaju vrlo precizno praćenje putanja čestica i bili su presudni za izdvajanje Ξcc⁺ signala iz pozadine.
Dr Stefano de Capua testing the LHCb silicon detector modules in the Schuster Laboratory clean-rooms at the University of Manchester. (CREDIT: Amy O’Connor/STFC UKRI)
"Sve ovo pokazuje izuzetne mogućnosti unapređenog LHCb detektora i izvanredan doprinos Ujedinjenog Kraljevstva i Manchestera", rekao je Chris Parkes, šef Odeljenja za fiziku i astronomiju na Univerzitetu u Manchesteru.
Širi značaj
Pronalazak Ξcc⁺ daje eksperimentalnu osnovu za preciznije testove Kvantne hromodinamike (QCD) u domenu teških kvarkova. Dvostruko charmovani barioni služe kao prirodni “laboratorij” za ispitivanje međudejstava između teških i lakih kvarkova, što pomaže u razvoju i proveri teorijskih modela o tome kako kvarkovi formiraju složene objekte.
Tehnologija i primene
Tehnologija razvijena za LHCb — posebno silicijumski čipovi i sistemi za brzu obradu podataka — ima potencijalne primene van fizike čestica, najavljene su primene u medicinskom snimanju i naprednim računarskim analizama. Analize stotina miliona sudara i detekcija nekoliko stotina raspada testiraju granice obrade podataka i tehnika prepoznavanja obrazaca.
VELO detectors being made at University of Manchester. (CREDIT: Amy O’Connor/STFC UKRI))
Perspektiva
Ovo otkriće dolazi dok se LHC sprema za naredne nadogradnje, uključujući High‑Luminosity LHC i LHCb Upgrade 2. Veći protok sudara pružiće više podataka za traženje još retkih stanja — poput triplih teških bariona ili egzotičnih više‑kvarskih stanja — i omogućiti preciznija merenja već otkrivenih čestica.
Izvor: The Brighter Side Of News (izvorni tekst), rezultati i saopštenja LHCb kolaboracije i Univerziteta u Manchesteru.
Pomozite nam da budemo bolji.
