Længe leve den dobbelt charmerede partikel

At finde en ny partikel er altid en dejlig overraskelse, men at måle dens egenskaber er en anden historie og lige så vigtig. Mindre end et år efter at have annonceret opdagelsen af ​​partiklen under det snappe navn Ξ _cc ⁺⁺ (Xi _cc ⁺⁺ ), i denne uge annoncerede LHCb-samarbejdet den første måling i sin levetid. Meddelelsen blev offentliggjort under CHARM 2018 internationale workshop i Novosibirsk i Rusland:et charmerende øjeblik for denne dobbelt charmerede partikel.

Den Ξ _cc ⁺⁺ partikel består af to charmekvarker og en opkvark, derfor er det et medlem af baryonfamilien (partikler sammensat af tre kvarker). Eksistensen af ​​partiklen blev forudsagt af standardmodellen, teorien, der beskriver elementarpartikler og de kræfter, der binder dem sammen. LHCb's observation kom sidste år efter flere års forskning. Dens masse blev målt til at være omkring 3621 MeV, næsten fire gange større end protonen (den bedst kendte baryon), takket være dens to charmekvarker.

Den Ξ _cc ⁺⁺ partikel er flygtig:den henfalder hurtigt til lettere partikler. Faktisk var det gennem sit henfald til en Λc+ baryon og tre lettere mesoner, K-, π+og π+, at den blev opdaget. Siden da, LHCb-fysikere har gennemført en analyse for at bestemme dens levetid med et højt niveau af præcision. Den opnåede værdi er 0,256 picosekunder (0,0000000000000256 sekunder), med en lille grad af usikkerhed. Selvom det er meget lille i hverdagen, en sådan tid er relativt stor inden for området af subatomære partikler. Den målte værdi ligger inden for det område, som teoretiske fysikere forudsiger på basis af standardmodellen, nemlig mellem 0,20 og 1,05 picosekunder.

For at opnå dette præcise resultat, LHCb -fysikere sammenlignede måling af Ξs levetid _cc ⁺⁺ med den for en anden partikel, hvis levetid er velkendt. De baserede deres målinger på den samme prøve af hændelser, der førte til opdagelsen.

Måling af en partikels levetid er et vigtigt trin i bestemmelsen af ​​dens egenskaber. Takket være overfloden af ​​tunge kvarker produceret af Large Hadron Collider (LHC) og LHCb-detektorens fremragende præcision, fysikere vil nu fortsætte deres detaljerede målinger af egenskaberne ved denne charmerende partikel. Med denne type målinger, de får en bedre forståelse af de interaktioner, der styrer adfærden hos partikler, der indeholder tunge kvarker.