Российские исследователи обнаружили аномальные признаки в данных эксперимента Belle II при изучении боттомония

Институт ядерной физики Сибирского отделения Российской академии наук недавно сообщил, что российские исследователи обнаружили аномалию при анализе данных международного эксперимента Belle II, указывающую на то, что структура некоторых возбуждённых состояний боттомония может быть сложнее, чем предполагает традиционная модель.

Боттомоний — это класс нестабильных тяжёлых частиц, состоящих из b-кварка и анти-b-кварка. Младший научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН Евгений Коваленко отметил, что анализ данных эксперимента Belle II показывает: некоторые возбуждённые состояния боттомония могут содержать компоненты более лёгких кварков. Иными словами, такие частицы в определённых состояниях могут представлять собой не просто комбинацию b-кварка и анти-b-кварка.

Как сообщается, экспериментальная установка Belle, расположенная в Японии, была создана на рубеже веков. В ходе соответствующих экспериментов пучки вещества и антивещества сталкиваются, что позволяет изучать тяжёлые частицы, рождающиеся во взаимодействиях, включая боттомоний и короткоживущие частицы, такие как ψ-мезоны. Поведение и структура таких частиц обычно могут быть описаны относительно простыми теоретическими моделями, поэтому они также являются важным объектом для проверки теорий физики частиц.

Аномалия была обнаружена исследователями при анализе так называемых процессов «адронных переходов». Этот процесс означает, что боттомоний испускает пару лёгких частиц и переходит в состояние с более низкой энергией. Согласно теоретическим предсказаниям, частота соответствующих переходов с испусканием π-мезона должна быть заметно выше, чем аналогичных процессов с образованием η-мезона. Однако анализ данных Belle II показывает, что фактическая частота образования η-мезона значительно превышает теоретические расчёты.

Коваленко отметил, что вероятность образования η-мезона примерно на два порядка выше, чем в некоторых теоретических оценках, что может указывать на более сложную внутреннюю структуру исследуемых состояний частиц, чем предполагалось ранее. В настоящее время исследовательская группа не может сделать окончательных выводов о структуре боттомония, однако данное расхождение уже зафиксировано, и наличие лёгких кварковых компонентов может служить одним из объяснений этой аномалии.