Treffarna fortsätter att komma från Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory. Hittills denna månad har labbet meddelat upptäckten av en sällsynt enstaka toppkvark, och sedan minskat gapet - två gånger, faktiskt - för massan av den svårfångade Higgs Boson-partikeln, eller "God-partikel", tänkt att ge alla andra partiklar deras massa.
Nu har forskare upptäckt en ny, helt oteoriserad partikel som utmanar vad fysiker trodde att de visste om hur kvarkar kombineras för att bilda materia. De kallar det Y (4140) och återspeglar den uppmätta massan på 4140 Mega-elektron volt.
"Det måste försöka berätta något för oss," sade Jacobo Konigsberg från University of Florida, en talesman för Fermilabs gruppdetektorteam. "Hittills är vi inte säker på vad det är, men vi kan vara säker på att vi fortsätter att lyssna."
Som vi känner till består det byggstenar som kallas kvarkar. Kvarkar passar ihop på olika väletablerade sätt att bygga andra partiklar: mesoner, tillverkade av ett kvark-antikvarkpar, och baryoner, tillverkade av tre kvarkar.
Men nyligen har elektronpositronkollare vid Stanfords SLAC National Accelerator Laboratory och det japanska laboratoriet KEK avslöjat exempel på sammansatta kvarkstrukturer - namngivnaX ochYpartiklar - det är inte de vanliga mesonerna och baryonerna. Och nu har Collider Detector vid Fermilab (CDF) samarbetet hittat bevis för Y (4140) -partiklarna.
Y (4140) -partikeln sönderfaller i ett par andra partiklar, J / psi och phi, vilket föreslår för fysiker att det kan vara en sammansättning av charm och antikarm kvarkar. Egenskaperna för detta förfall passar emellertid inte de konventionella förväntningarna på en sådan smink. Andra möjliga tolkningar utöver en enkel quark-antiquark-struktur är hybridpartiklar som också innehåller gluoner, eller till och med kombinationer av fyr-kvark.
Fermilab-forskarna observerade Y (4140) partiklar i sönderfallet av en mycket mer vanligt producerad partikel som innehåller en bottenkvark, kallad B + meson. De siktade igenom biljoner proton-antiproton-kollisioner från Fermilabs Tevatron och identifierade ett litet urval av B + -monsoner som förföll i ett oväntat mönster. Ytterligare analys visade att B + mesonerna försvann till Y (4140).
Y (4140) -partikeln är den nyaste medlemmen i en familj av partiklar med liknande ovanliga egenskaper som observerats under de senaste åren av experter på Fermilabs Tevatron såväl som vid KEK och SLAC-laboratoriet, som verkar i Stanford genom ett partnerskap med USA Institutionen för energi.
"Vi gratulerar CDF till det första beviset för ett nytt oväntat Y-tillstånd som förfaller till J / psi och phi," sa den japanska fysikern Masanori Yamauchi, en talesman för KEK. ”Det här tillståndet kan vara relaterat till Y (3940) staten upptäckt av Belle och kan vara ett annat exempel på en exotisk hadron som innehåller charmkvarkar. Vi kommer att försöka bekräfta detta tillstånd i våra egna Belle-uppgifter. ”
Teoretiska fysiker försöker avkoda den verkliga naturen hos dessa exotiska kombinationer av kvarkar som faller utanför vår nuvarande förståelse av mesoner och baryoner. Under tiden fortsätter experimenterande gärna att söka efter fler sådana partiklar.
"Vi bygger på vår kunskap bit för bit", sa Fermilab-talesman Rob Roser, "och med tillräckligt med bitar förstår vi hur detta pussel passar ihop."
Y (4140) -observationen är föremål för en artikel som CDF lämnat till Fysiska granskningsbrev Denna vecka. Förutom att de tillkännagav Y (4140) presenterar CDF-experimentsamarbetet mer än 40 nya resultat på Moriond-konferensen om kvantkromodynamik i Europa den här veckan, inklusive upptäckten av electroweak toppkvarkproduktion och en ny gräns för Higgs boson, på konsert med experter från Fermilabs DZero-samarbete.
Källa: Fermilab
