Fisikawan dari Universitas Zurich telah menemukan partikel yang sebelumnya tidak diketahui yang terdiri dari tiga quark dalam akselerator partikel Large Hadron Collider (LHC). Baryon baru dengan demikian dapat dideteksi untuk pertama kalinya di LHC. Baryon yang dikenal sebagai Xi_b ^ * menegaskan asumsi fundamental fisika tentang pengikatan quark.
Dalam fisika partikel, keluarga baryon mengacu pada partikel yang terdiri dari tiga quark. Quark membentuk kelompok enam partikel yang berbeda dalam massa dan muatannya. Dua quark paling ringan, yang disebut quark "naik" dan "turun", membentuk dua komponen atom, proton dan neutron. Semua baryon yang terdiri dari tiga quark paling ringan ("atas", "turun" dan "aneh" quark) diketahui. Hanya sedikit baryon dengan quark berat telah diamati sampai saat ini. Mereka hanya dapat dihasilkan secara buatan dalam akselerator partikel karena mereka berat dan sangat tidak stabil.
Detektor ATLAS Terkenal di CERN
Dalam perjalanan tabrakan proton di LHC di CERN, fisikawan Claude Amsler, Vincenzo Chiochia dan Ernest Aguilo dari University of Zurich's Physics Institute berhasil mendeteksi baryon dengan satu cahaya dan dua quark berat. Partikel Xi_b ^ * terdiri dari satu "atas", satu "aneh" dan satu "bawah" quark (usb), netral secara listrik dan memiliki putaran 3/2 (1,5). Massanya sebanding dengan atom lithium. Penemuan baru berarti bahwa dua dari tiga baryon yang diprediksi dalam komposisi usb oleh teori kini telah diamati.
Penemuan ini didasarkan pada data yang dikumpulkan dalam detektor CMS, yang terlibat dalam pengembangan Universitas Zurich. Partikel baru tidak dapat dideteksi secara langsung karena terlalu tidak stabil untuk didaftarkan oleh detektor. Namun, Xi_b ^ * pecah dalam kaskade produk peluruhan yang dikenal. Ernest Aguilo, seorang peneliti postdoctoral dari kelompok Profesor Amsler, mengidentifikasi jejak masing-masing produk peluruhan dalam data pengukuran dan mampu merekonstruksi kaskade peluruhan mulai dari peluruhan Xi_b ^ *.
Perhitungan didasarkan pada data dari tabrakan proton-proton pada energi tujuh Tera electron volts (TeV) yang dikumpulkan oleh detektor CMS antara bulan April dan November 2011. Total 21 peluruhan Xi_b ^ * baryon ditemukan - secara statistik cukup untuk mengesampingkan fluktuasi statistik.
Penemuan partikel baru menegaskan teori tentang bagaimana quark mengikat dan karenanya membantu memahami interaksi yang kuat, salah satu dari empat kekuatan dasar fisika yang menentukan struktur materi.
Diterbitkan ulang dengan izin dari University of Zurich