| LHCb 실험에서 새로운 특이성 참 중간자 여기상태 발견 | ||
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  칭화대학교 연구팀은 유럽원자핵공동연구소(CERN) 대형강입자충돌기(LHC) 국제협력팀과 공동으로 유럽핵자연구센터 대형강입자충돌기에서의 바닥 쿼크 실험(LHCb)에서 새로운 특이성 참 중간자(charm meson) 여기상태를 발견하고 그 특성을 연구 및 측정하였다. 해당 연구 성과는 2021년 3월 26일, 국제학술지 “Physical Review Letters”에 게재되었다. 칭화대학교 LHCb 연구팀은 2016년부터 2018년 사이에 LHCb 실험에서 수집한 양성자-양성자 충돌 데이터를 이용하여 바닥 중간자의 한개의 4체 붕괴 과정을 연구하여 하나의 완전히 새로운 공명 구조를 관찰했다. 기본 특성에 대한 측정 결과, 해당 공명 구조는 특이한 참 중간자의 방사방향 여기상태와 일치하는 것으로 밝혀졌다. 새로운 입자의 질량은 약 2590MeV로 양성자 질량의 거의 3배이며, 한개 단위의 양전하를 가지고, 스핀이 0이며, Ds0(2590)+라고 명명했다. 입자물리학 표준 모델은 쿼크가 물질을 구성하는 기본 입자라고 한다. 해당 모델은 업 쿼크, 다운 쿼크, 참 쿼크, 특이성 쿼크, 탑 쿼크, 바닥 쿼크 등 6가지를 포함한다. 쿼크는 강력한 상호작용에 의해 묶여서 하드론을 형성한다. 하드론은 중간자 및 중입자를 포함한다. 중입자는 양성자와 중성자를 포함한 3개의 쿼크로 구성되고, 중간자는 한개의 정 쿼크와 한개의 반 쿼크로 구성된다. 예를 들어, 특이성 참 중간자는 한개의 참 쿼크와 한개의 특이성 반 쿼크로 구성된다. 동일한 쿼크로 구성된 시스템은 한개 유형의 입자를 구성하며 그중, 에너지가 가장 낮은 것을 기저 상태라고 하고 나머지는 여기 상태이다. 연구은 특이성 참 중간자의 여기상태를 발견하였다. 실험에서 하드론의 여기 상태를 찾고 극 특성을 측정하는 것은 이론적 모델을 검증하고 이론적 계산을 가이드하는데 중요한 의미 있다. 특이성을 갖는 한 참 중간자의 질량은 이론적 예측보다 약 70Mev 적으며, 이러한 차이의 존재는 심층 연구가 필요하다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-04/02/content_465380.htm?div=-1 |
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