Физики из Национальной ускорительной лаборатории имени Томаса Джефферсона (Jefferson Lab) в США зафиксировали сигналы от двух ранее неизвестных субатомных структур. Эти объекты, как и другие так называемые XYZ-состояния, не укладываются в стандартную модель строения материи из кварков. Открытие было сделано в ходе эксперимента, целью которого был поиск другой экзотической частицы.
Команда коллаборации GlueX искала подтверждение существования частицы Y(2175), которую ранее наблюдали в экспериментах по аннигиляции электронов и позитронов. Для этого учёные использовали иной метод – фоторождение, направляя пучок высокоэнергетических фотонов на протонную мишень. Частицу Y(2175) обнаружить не удалось, однако в данных проявились два других отчётливых сигнала.
Первая структура, получившая обозначение Y(2240), была зафиксирована с высокой статистической достоверностью в 5 сигма – это означает, что вероятность случайного возникновения такого сигнала составляет менее одного на миллион. Масса этой структуры оценивается в 2,24 ГэВ. Второй сигнал, названный X(1830), проявился с достоверностью в 3 сигма (вероятность ошибки – около 0,3%) при массе около 1,82 ГэВ.
Появление так называемых XYZ-частиц в последние десятилетия сравнивают с «зоопарком частиц», открытым в середине XX века. Их свойства сложно объяснить в рамках традиционной кварковой модели, согласно которой адроны (включая протоны и нейтроны) состоят из двух или трёх кварков. Предполагается, что экзотические состояния могут представлять собой гибридные частицы из кварков и возбуждённых глюонов (переносчиков сильного взаимодействия), тетракварки или своего рода «молекулы» из других составных частиц.
Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, не только пополняют список экзотических адронов, но и открывают новые возможности для их изучения с помощью фотонных пучков. Теоретики теперь могут анализировать полученные данные, чтобы выдвинуть гипотезы о природе открытых структур. Кроме того, эксперимент установил верхний предел вероятности образования частицы Y(2175) методом фоторождения, что важно для планирования будущих исследований.
