Протон является одной из субатомных частиц, входящих в состав ядер всех химических элементов. Более того, как и другие субатомные частицы, протоны состоят из еще более маленьких частиц, кварков, которые бывают шести разных типов (ароматов) — нижний (down), верхний (up), странный (strange), очарованный (charm), прелестный (beauty) и истинный (top). При этом, три типа кварков имеют массу, превышающую массу протона, а три — меньшую массу. Считается, что протон состоит из двух кварков — верхнего и нижнего, но результаты недавних исследований указывают на то, что он является несколько более сложным образованием.
© KTSDesign/SciencePhotoLibrary/Getty Images
Оказывается, что внутри протона может скрываться и очарованный кварк, масса которого в полтора раза превышает массу самого протона. Самым странным в таком случае является то, что на долю очарованного кварка приходится всего половина массы протона, а виновником всего этого является вероятностный мир квантовой механики. Несмотря на большую массу очарованного кварка шанс его присутствия внутри протона очень мал. И получается, что большая масса и малый шанс как-бы взаимно уравновешивают друг друга, другими словами масса очарованного кварка передается протону только частично.
К таким неожиданным выводам ученые пришли, проведя тщательный анализ данных, собранных различными экспериментами за последние 35 лет. Данные о столкновениях различных частиц были пропущены через алгоритмы машинного обучения, разработанные для беспристрастного поиска определенных образов. Результатом работы этих алгоритмов были возможные варианты событий и вероятность того, что произошло именно данное событие.
В результатах был найден «маленький, но весомый» шанс того, что внутри протона скрывается очарованный кварк. Уровень достоверности этого недостаточно высок для того, чтобы можно было объявить о бесспорном открытии. Однако, уровня достоверности достаточно для того, чтобы считать это «первыми убедительными доказательствами».
Для того, чтобы заявить об обнаружении очарованного кварка внутри протона, как о реальном открытии, ученым потребуется сбор и обработка дополнительных данных. И эти данные вскоре будут поставлены Большим Адронным Коллайдером, новым Электронно-Ионным Коллайдером, который будет построен в Национальной лаборатории Брукхейвен, и другими научными инструментами.
Статья опубликована в журнале Nature
Источник: dailytechinfo.org
