Почему физики дают элементарным частицам романтичные названия?
Группа российских учёных из МФТИ, МИФИ и ФИАН, работающих в составе международной коллаборации на Большом адронном коллайдере, объявила об обнаружении новой элементарной частицы. Ими открыт резонанс прелестно-странного бариона.
Наши физики обрабатывали данные столкновений пучков протонов, которые были получены на Большом адронном коллайдере в 2016-2018 годах. Они имеют к ним доступ как члены коллаборации CMS. В ходе столкновений протонов рождаются элементарные частицы — одну из них, новый барион, и обнаружили исследователи.
Как объяснил старший научный сотрудник лаборатории физики высоких энергий МФТИ Руслан Чистов, к этому результату учёные шли почти два года, и поначалу им не было очевидно, что на имеющейся статистике можно эффективно восстановить и увидеть сигнал от нового бариона.
В чём значимость этого открытия, что означает сочетание «прелестно-странный барион» и почему физики дают элементарным частицам такие романтичные названия? Нет ли у них намерения привлечь таким образом к своим исследованиям внимание широкой общественности? На эти вопросы отвечает старший научный сотрудник Брукхейвенской национальной лаборатории (США), кандидат физических наук Александр Базилевский.
— Фундаментальные частицы, входящие в состав адронов (а к ним относятся и барионы), называются кварками. Внутри барионов они связаны посредством так называемого сильного взаимодействия, природа которого до конца не изучена. Но именно оно, в частности, приводит к тому, что кварки всегда заперты в адронах: мезонах, барионах, пентакварках и т. д. и в свободном виде не встречаются. Собственно, благодаря этому наш мир таков, какой он есть. А новые адронные состояния, которые ищут учёные, помогают лучше понять природу сильного взаимодействия.
Обнаруженный российскими физиками прелестно-странный барион даёт свой вклад в понимание этого взаимодействия. Причём он тяжелее протона в 6,5 раза, а именно тяжёлые барионы предоставляют самую точную информацию, как работает сильное взаимодействие. На сегодняшний день в значительном количестве и разнообразии они могут быть произведены только на Большом адронном коллайдере.
Откуда взялся термин «прелестно-странный барион»? Всего существуют шесть типов кварков, их обозначают английскими буквами, каждой из которых соответствует какое-то слово. U — это up («верхний»), d — down («нижний»), s — strange («странный»), c — charm («очарованный»), b — beauty («прелестный») и t — truth («истинный»). Два последних иногда называют bottom и top.
Любой барион всегда состоит из трёх кварков, поэтому можно составить кучу комбинаций из шести имеющихся типов, причём они могут повторяться. Например, протон — это uud, а нейтрон — udd. Есть даже такой термин, как particle zoo — «зоопарк частиц».
В открытии российских учёных говорится о барионax, обозначаемых буквами qsb, где q — это лёгкий кварк (либо u, либо d), s — странный (strange), b — прелестный (beauty). Вот отсюда и взялось название «прелестно-странный барион».
Я думаю, такие термины служат не только для привлечения внимания к физике элементарных частиц, но и для удобства самих физиков: с красивыми названиями приятнее работать. Однако никаких необычных историй за словами beauty («прелестный») и charm («очарованный») нет. А вот странный кварк, насколько я помню, назвали странным потому, что, когда систематизировали известные в то время элементарные частицы, некоторые из них имели более долгое время жизни, чем остальные. Потом стало ясно, что они включают в себя этот самый третий кварк, который назвали странным.
