Ученые из ЦЕРН обнаружили более тяжелую версию протона, которая является ядром каждого известного атома во Вселенной

Группа ученых из ЦЕРН в Швейцарии обнаружили новую утяжеленную версию протона. Частицу заметили среди потока обломков, который засветился на детекторе в Большом адронном коллайдере, расположенном глубоко под землей. Новая частица в четыре раза тяжелее обычного протона и поможет физикам точнее изучить сильное ядерное взаимодействие, сообщает The Guardian.

Коллайдер сталкивает протоны почти со скоростью света, создавая в миниатюре условия, существовавшие сразу после Большого взрыва. Энергия столкновений превращается в частицы, которые разлетаются во всех направлениях. Новая частица должна помочь физикам точнее изучить сильное ядерное взаимодействие, удерживающее внутренности всех атомных ядер вместе. По словам физиков, эта сила достаточно необычна, так как ведет себя как резинка, становясь сильнее по мере увеличения расстояния между субатомными частицами.

Физики, работающие над экспериментом LHCb (от англ. Large Hadron Collider beauty experiment — детектор физики элементарных частиц на Большом адронном коллайдере), обнаружили тяжелый протон после модернизации детектора, которая повысила его чувствительность.

Профессор Тим Гершон из Университета Уорика, который с июля 2026 года возглавит международное руководство LHCb, отметил, что улучшенные возможности детектора позволили найти частицу всего за один год, тогда как десятилетнее изучение данных, собранных старым детектором, не давало результатов.

Атомы водорода, самого простого и распространенного элемента во Вселенной, состоят только из протона и электрона. Протоны, как и нейтроны в более тяжелых атомах, состоят из элементарных частиц — кварков. Протон содержит два верхних кварка и один нижний, но существуют более тяжнлые и нестабильные кварки: charm, strange, top и bottom, поясняется в докладе.

В тяжелом протоне, обнаруженном в ЦЕРН, оба верхних кварка заменены на charm-кварки. Частица получила название Xi-cc-plus и была выявлена по характерному распаду на другие частицы. Она существует крайне недолго, ученые считают, что ее жизнь составляет меньше одной миллионной миллионной доли секунды.

Профессор Крис Паркс из Манчестерского университета пояснил, что чем больше мы узнаем о таких частицах, тем больше можем понять о сильном взаимодействии — той же самой силе, которая связывает протоны и нейтроны.

Открытие произошло на фоне критики в адрес британского научного фонда UK Research and Innovation, который планирует сократить финансирование на 50 млн фунтов для финальной модернизации детектора LHCb в 2030-е годы. Этот апгрейд позволил бы детектору использовать ключевые улучшения коллайдера и значительно повысить его потенциал для новых открытий.

Ученые Великобритании, работающие в области физики частиц, астрономии и ядерной физики, получили уведомления о сокращении грантов после перерасхода средств на крупных научных объектах. Пострадали также проекты следующего обновления LHCb и строящегося электронно-ионного коллайдера совместно с исследователями из США.

фото: ЦЕРН