CERN изучает структуру «экзотических» частиц,- Швейцарское информационное агентство Keystone-SDA / портал Swissinfo, 23 декабря 2025 г.

Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН / CERN) представила новые данные о внутреннем устройстве так называемых «экзотических» частиц.

Речь идёт о частицах, состоящих в данном случае из четырёх кварков. Для сравнения: протон или нейтрон состоит каждый из трёх кварков .

На протяжении многих лет существование подобных видов экзотической материи оставалось лишь теоретическим предположением.

Только недавно физики накопили достаточно экспериментальных данных, подтверждающих их реальность. Однако истинная природа их внутреннего устройства оставалась неизвестной.

Новые исследования CERN проливают дополнительный свет на этот вопрос.

Учёные CERN проанализировали с этой целью следы протон-протонных столкновений, осуществлённых в Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider, LHC), самом мощном ускорителе частиц в мире.

Использованные данные были собраны в период с 2016 по 2018 год.

Как сообщает журнал Nature, исследование касалось структуры экзотических частиц, состоящих из двух charm-кварков и двух соответствующих антикварков.

Физики анализировали такие характеристики, как спин, симметрия и способы связывания кварков и антикварков внутри этих частиц. Кварки являются фундаментальными строительными блоками материи: они формируют протоны и нейтроны.

Жесткая структура

Всего известно шесть типов кварков, включая charm-кварк. Антикварки обладают той же массой, что и кварки, но имеют противоположный электрический заряд. Мезоны, отличающиеся высокой нестабильностью, состоят из одного кварка и одного антикварка. Эксперименты с тетракварками charm-типа показали, что эти экзотические частицы обладают жёсткой внутренней структурой — связями, аналогичными тем, которые удерживают кварки внутри протонов и нейтронов.

Это резко отличает их от более слабых сил, связывающих протоны и нейтроны в составе атомного ядра. По данным журнала Nature, изучение подобных экзотических частиц способствует более глубокому пониманию структуры материи, из которой состоит окружающий нас мир.

Исследования были проведены на CMS (Compact Muon Solenoid), одном из четырёх основных детекторов LHC, предназначенном для регистрации широкого спектра взаимодействий, включая распады частиц, содержащих тяжёлые кварки, в том числе charm-кварки.

В проекте приняли участие около двух сотен научных институтов со всего мира.