Большой адронный коллайдер помог физикам впервые оценить то, с какой вероятностью происходит редчайший тип превращения одного вида кварка в другой «кирпичик материи» внутри тяжелого «кузена» протона, говорится в статье, опубликованной в Nature Physics.

По современным представлениям,

все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками. Протоны, нейтроны и прочие тяжелые частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – «обычный» кварк и антикварк.

Когда барионы и мезоны распадаются, кварки не исчезают, а превращаются в другой тип частиц в результате так называемых слабых взаимодействий, испуская особые виртуальные частицы, W- и Z-бозоны.

Вероятность таких превращений заметно отличается для каждой пары кварков, и они зависят от целого ряда параметров, в том числе свойств бозона Хиггса и ряда других крайне важных для физиков вещей.

Коллаборация ЦЕРН под руководством Ульрика Эгеде (Ulrik Egede) из Имперского колледжа Лондона смогла очень точно измерить вероятность подобных превращений между «верхним» и «прелестным» кварками, используя данные, собранные детектором LHCb во время первого этапа работы БАК.

В БАК, как объясняют авторы статьи,

рождается большое количество так называемых лямбда-барионов – «тяжелых» кузенов протонов, в которых один обычный «верхний» кварк заменен на его «прелестного» собрата. Они живут крайне недолго, и довольно быстро распадаются, превращаясь в протон или другую экзотическую частицу – «очарованный» лямбда-барион.

Сравнивая то, как часто и каким образом протекали распады по тому и другому сценарию, физикам ЦЕРН удалось вычислить то, с какой вероятностью b-кварки в лямбда-барионе превращаются в обычные «верхние» кварки.

Этот показатель – 0,00327 – оказался практически идентичным тому, на которое указывали предыдущие расчеты, проведенные с гораздо меньшей точностью, чем эксперимент на LHCb.

Как надеются ученые,

полученные ими данные по превращениям данных кварков приблизят нас к пониманию того, почему в окружающей нас Вселенной практически нет антиматерии.