Các nhà vật lý làm việc trên máy dò của Máy gia tốc lớn LHC đã phát hiện ra một hạt trước đây chưa từng biết đến là hạt xi-baryon duyên bị kích thích. Phát hiện này được công bố trên Tạp chí Physical Review Letters và bản in thử có thể đọc trên trang mạng Trường ĐH Cornell, còn nội dung cụ thể hơn, ...
Các nhà vật lý làm việc trên máy dò của Máy gia tốc lớn LHC đã phát hiện ra một hạt trước đây chưa từng biết đến là hạt xi-baryon duyên bị kích thích.
Phát hiện này được công bố trên Tạp chí Physical Review Letters và bản in thử có thể đọc trên trang mạng Trường ĐH Cornell, còn nội dung cụ thể hơn, trên trang của CERN.
Phát hiện này dựa trên sự quan sát kết quả va chạm giữa các proton chuyển động trong máy LHC. Những thí nghiệm tiến hành năm 2011 với năng lượng va chạm lên tới 7 teraelectron-volt, các nhà vật lý đã quan sát thấy những hạt lạ tạo ra do kết quả của sự phân rã.
Máy gia tốc hạt lớn LHC.
Khi phân tích trên các thiết bị đo, thấy đây là một hạt mới có khối lượng - 5945.0 ± 2.8 megaelectron-volt (trong Vật lý các hạt cơ bản khối lượng và năng lượng đo bằng cùng một đơn vị). Khối lượng này là lớn hơn khối lượng của chính hạt đó ở trạng thái không bị kích thích mà năm 2011 các nhà vật lý đã phát hiện, khi làm việc trên máy gia tốc Tevatron của Mỹ.
Hạt xi-baryon duyên bị kích thích (stimulated charm xi-baryon), ký hiệu Ξb*0, cũng như các hạt baryon khác, trong số đó có proton và neutron gồm 3 hạt quark. Các hạt quark có 6 loại (hoặc 6 “vị”) và kết hợp với nhau theo những cách kết hợp khác nhau, tạo ra những hạt cơ bản đã quan sát thấy.
Hạt xi-baryon kích thích này gồm các hạt quark trên, quark duyên và quark lạ. Điện tích âm của các hạt quark duyên và lạ (mỗi hạt có điện tích bằng 1/3 điện tích electron) được bù bằng điện tích dương của quark trên (2/3 điện tích electon), nên về tổng thể, hạt vẫn trung hoà về điện.
Máy dò CMS (compact muon solenoid) mà những số liệu do nó cung cấp được sử dụng trong công trình này - chỉ là một trong những máy phát hiện ra sự va chạm của các hạt, được lắp đặt trên máy gia tốc lớn LHC. Các máy dò khác nhau đều được chuyên biệt hoá để tìm kiếm các hạt có khối lượng khác nhờ những công nghệ khác nhau.
Gần đây, các nhà vật lý làm việc trên máy LHC đã thông báo về thành tựu về hiệu suất kỷ lục của cỗ máy này (tức những tính năng phản ảnh tần số va chạm và tốc độ tích luỹ những số liệu thực nghiệm).
Các nhà vật lý làm việc với máy dò của Máy gia tốc lớn LHC cho biết đã phát hiện một hạt trước đây chưa từng được biết đến. Hạt này được mô tả là hạt xi baryon duyên ở trạng thái bị kích thích và được ký hiệu là Ξb*0. Kết quả được công bố trên Tạp chí Physical Review Letters, với bản in thử có thể đọc trên trang mạng của Trường Đại học Cornell và thông tin cụ thể hơn được đăng trên trang của CERN.
Phát hiện dựa trên việc quan sát các kết quả va chạm giữa những proton chuyển động trong LHC. Các thí nghiệm liên quan được tiến hành vào năm 2011, khi năng lượng va chạm đạt tới 7 teraelectron volt. Trong dữ liệu thu được, các nhà vật lý nhận thấy những hạt lạ xuất hiện do quá trình phân rã của các hạt tạo ra trong va chạm.
Khi phân tích số liệu từ các thiết bị đo, nhóm nghiên cứu xác định hạt mới có khối lượng 5945,0 ± 2,8 megaelectron volt. Trong vật lý hạt cơ bản, khối lượng và năng lượng được biểu diễn bằng cùng một đơn vị đo. Giá trị này lớn hơn khối lượng của hạt tương ứng ở trạng thái không bị kích thích, từng được các nhà vật lý phát hiện năm 2011 tại máy gia tốc Tevatron của Mỹ.
Hạt xi baryon duyên bị kích thích thuộc nhóm baryon, cùng nhóm với proton và neutron. Các baryon gồm ba hạt quark liên kết với nhau. Việc xác định trạng thái kích thích cho thấy hạt được quan sát có mức khối lượng cao hơn trạng thái không kích thích của hạt tương ứng.
Theo nội dung nguồn, hạt mới gồm quark trên, quark duyên và quark lạ. Các hạt quark được chia thành sáu loại, còn gọi là sáu vị, và có thể kết hợp theo những cách khác nhau để tạo thành các hạt đã được quan sát. Thành phần này giúp giải thích vì sao hạt xi baryon duyên bị kích thích được xếp trong hệ thống các baryon chứa quark duyên.
Về điện tích, quark duyên và quark lạ trong hạt mang điện tích âm, mỗi hạt có độ lớn bằng một phần ba điện tích electron. Quark trên mang điện tích dương bằng hai phần ba điện tích electron. Ba giá trị điện tích đó bù trừ lẫn nhau, khiến hạt xi baryon duyên bị kích thích có điện tích tổng thể bằng không.
Các số liệu dùng trong công trình được cung cấp bởi máy dò CMS, tên đầy đủ là compact muon solenoid. CMS là một trong những máy dò được lắp đặt trên Máy gia tốc lớn LHC để ghi nhận các vụ va chạm của hạt. Những máy dò khác nhau được thiết kế chuyên biệt cho việc tìm kiếm các hạt có khối lượng khác nhau bằng các công nghệ khác nhau.
Thông tin về hạt mới được đưa ra trong bối cảnh LHC tiếp tục ghi nhận những kết quả đáng chú ý về năng lực vận hành. Gần đây, các nhà vật lý làm việc trên máy gia tốc này cũng thông báo hiệu suất kỷ lục của cỗ máy. Hiệu suất đó được mô tả qua tần số va chạm và tốc độ tích lũy dữ liệu thực nghiệm.
