Открыты следы ранее неизвестных проявлений сильных ядерных взаимодействий

 Российские и зарубежные физики, работающие с ускорителем тяжелых ионов RHIC, обнаружили аномалии в свойствах частиц, возникающих при дестабилизации рукотворного аналога первичной материи Вселенной. Их наличие указывает на существование ранее неизвестных проявлений сильных ядерных взаимодействий, сообщила в среду пресс-служба Брукхевенской национальной лаборатории (BNL).

"Мы выявили необычную упорядоченность спинов фи-мезонов, экзотических частиц, возникающих в кварково-глюонной плазме при столкновениях тяжелых ионов. Причиной этой синхронизации спинов предположительно являются новые для нас проявления сильных ядерных взаимодействий, о существовании которых мы не имели понятия", - заявил научный сотрудник BNL Тан Айхун, чьи слова приводит пресс-служба лаборатории.

Айхун и его коллеги, в том числе большое число физиков из России, открыли следы ранее неизвестных проявлений сильных ядерных взаимодействий при анализе свойств фи-мезонов, возникающих внутри облачков из кварково-глюонной плазмы, порождаемых ускорителем RHIC в результате столкновений тяжелых ионов. Фи-мезоны представляют собой тяжелые нестабильные частицы, состоящие из странного кварка и странного антикварка.

Эти частицы, как объясняют физики, обладают не двумя, а сразу тремя возможными направлениями спина, что отличает их от протонов, электронов, нейтронов и прочих "обычных" элементарных частиц. В теории охлаждение кварково-глюонной плазмы должно приводить к спонтанному образованию примерно равного числа фи-мезонов, обладающих каждым из трех спинов.

Проведенные учеными замеры неожиданно показали, что частота образования фи-мезонов с одним направлением спина была значительно выше, чем аналогичный показатель для двух других подтипов этих короткоживущих тяжелых частиц. Это не было характерно для каонов, еще одного типа мезонов, которые возникают в результате распадов фи-мезонов и похожих на них частиц.

Столкнувшись с этой аномалией, Айхун и его коллеги обратились за помощью к теоретикам для объяснения столь необычной упорядоченности спинов фи-мезонов. Их расчеты указали, что этот феномен можно объяснить лишь в том случае, если в процессе образования фи-мезонов были замешаны ранее неизвестные проявления сильных ядерных взаимодействий. Дальнейшие поиски этих сил станут одной из главных целей для RHIC после перезапуска коллайдера в этом году, подытожили исследователи.

Поведение частиц

Все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Кварки и антикварки связаны между собой мощнейшими силами природы, так называемыми сильными ядерными взаимодействиями, чьими переносчиками, предположительно, являются глюоны.

В чистом виде кварки и глюоны не существуют, так как для их "освобождения" необходимы гигантские температуры и энергии, которые существовали только в момент Большого взрыва. Для их изучения, а также для наблюдений за различными проявлениями сильных ядерных взаимодействий ученые воссоздают условия Большого взрыва в опытах по созданию и изучению так называемой кварково-глюонной плазмы, которые проводятся на Большом адронном коллайдере и на американском коллайдере RHIC в BNL.