🥇대형 강입자 가속기에서 "강화된 양성자"라고 불리는 새로운 입자가 발견되었습니다

CERN의 대형 강입자 가속기(LHC)에서 활동하는 LHCb 협력단 발표했다. 새로운 아원자 입자, 즉 중입자의 발견에 관한 내용입니다. 바리온두 개의 참 쿼크(c-쿼크)와 하나의 다운 쿼크(d-쿼크)로 구성된 입자입니다. 이 입자는 우주에서 가장 흔한 입자 중 하나인 양성자와 구조적으로 유사하지만, 가벼운 쿼크가 무거운 c-쿼크로 대체되어 약 네 배 더 무겁습니다. 이는 LHC 업그레이드 이후 최초의 발견입니다.

최신 LHC 업그레이드는 2022년에 완료되어 시설의 밝기가 향상되었습니다. 2023년에는 LHCb 협력단의 검출기 업그레이드가 완료되어 장비의 약 90%가 더욱 민감한 장비로 교체되었습니다. 2017년에는 이미 새로운 입자의 발견 가능성이 제기되었지만, 데이터가 부족했습니다. 업그레이드된 장비를 사용한 2024년 관측에서 놀랍게도 7시그마의 신뢰도로 새로운 입자가 발견되었습니다. 이는 입자 발견에 필요한 통계적 유의성인 5시그마를 훨씬 웃도는 수치입니다.

무거운 바리온은 수명이 극히 짧아 직접 검출이 불가능하다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 이 입자들은 가속된 양성자(LHC에서)의 충돌 과정에서 생성되어 빠르게 붕괴합니다. 붕괴 생성물(역시 입자이지만 에너지와 궤적이 알려져 있음)을 분석하여 이러한 연쇄 반응을 일으킨 수명이 짧은 입자의 질량을 계산할 수 있습니다. 참고로, 이 입자는 LHC를 이용해 발견된 80번째 신규 입자입니다. 질량은 3619,97 MeV(메가전자볼트)로 측정되었습니다.

이번 발견은 양자색역학(QCD) 모델을 검증하는 데 매우 중요합니다. QCD는 쿼크가 어떻게 결합하여 양성자, 중간자, 그리고 테트라쿼크나 펜타쿼크와 같은 이색적인 상태를 형성하는지를 설명하는 강력 이론입니다. 두 개의 무거운 쿼크로 이루어진 양성자를 통해 우리는 두 개의 무거운 쿼크가 서로 매우 가까이 위치한 영역에서 강력을 연구할 수 있는데, 이는 일반적인 양성자와 중성자의 경우와는 다른 조건입니다. 이러한 새로운 조건은 새로운 물리학의 가능성을 제시합니다. 이번 발견으로 기본 입자의 표준 모형이 다시 한번 타당함이 확인되었지만, 불일치 가능성을 찾기 위한 연구는 계속될 것입니다.

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출처 : 3dnews.ru

대형 강입자 가속기에서 "강화된 양성자"라고 불리는 새로운 입자가 발견되었습니다.