Як спростити текст за допомогою ChatGPT. Розповідають Олександр Краковецький та ChatGPT

Дослідження важких адронів

Ще до запуску ВАК фізика важких (таких, що містять c- або b-кварки) адронів вважалася перспективним напрямом пошуку відхилень від Стандартної Моделі. Це є можливим завдяки тому, що розпад цих короткоживучих (період напіврозпаду порядка пікосекунди) адронів відбувається з допомогою слабкої взаємодії, в якій порушується CP-інваріантність. Точне вимірювання значень CP-асиметрії у розпадах важких адронів є одним із завдань ВАК, над яким переважно працює експеримент LHCb. Саме на цьому експерименті вперше було відкрито порушення CP-інваріантності у розпадах D мезонів, а також залежність CP-асиметрії від часу у розпадах Bs мезонів.

У слабких розпадах адрони масою порядка 2 – 5 ГеВ розпадаються з допомогою віртуальних W та Z бозонів масою у 80 – 90 ГеВ. Це дає можливість припустити, що гіпотетичні частинки з ще більшою масою можуть мати вплив на такі розпади, проявляючи себе у відхиленнях від передбачень Стандартної Моделі. Ще до старту ВАК передбачалося, що у деяких моделях суперсиметрії рідкісний розпад Bs мезона на два мюони (що у Стандартній Моделі стається лише в трьох із мільярда Bs мезонів) може бути значно частішим. Три з чотирьох великих експериментів на ВАК взялися за перевірку цієї гіпотези: виміряна ймовірність такого розпаду станом на 2020 рік (близько 2.6 розпадів на мільярд) узгоджується зі Стандартною Моделлю, що виключає гіпотетичні ефекти суперсиметрії, проте не виключає певні інші моделі фізики за межами Стандартної Моделі. Незначні відхилення від передбачень Стандартної Моделі спостерігаються у інших рідкісних розпадах B мезонів, проте (оскільки ці розпади надзвичайно рідкісні) необхідно зібрати більший обсяг даних для підтвердження результатів.

Окрім дослідження розпадів вже відомих адронів, передбачався пошук нових адронів, що були передбачені Стандартною Моделлю, але не були доступними на попередніх експериментах. Загалом, ВАК за 10 років відкрив кілька десятків нових адронів. Хоча більша частина з них подібні за кварковим складом до уже відомих частинок, було також відкрито кілька принципово нових адронів. Серед них варто виділити «двічі чарівний» баріон Ξcc++ , що є першим відомим баріоном з двома чарівними кварками.

Дослідження «екзотичних» адронів, тобто таких, що не вписуються у класифікацію мезонів та баріонів, є важливим для розуміння законів квантової хромодинаміки. У експериментах на ВАК було відкрито пентакварки, а також досліджено або відкрито кілька тетракварків.