Den store hadronkollideren ved CERN har oppdaget en ny partikkel, den 80. som hittil er identifisert ved verdens kraftigste partikkelakselerator, opplyste forskningslaboratoriet tirsdag.
Partikkelen har fått navnet Xi-cc-plus.
Forskere håper funnet kan gi ny innsikt i de til tider merkelige reglene i kvantemekanikken. Den nye partikkelen ligner et proton, men er omtrent fire ganger så tung.
All materie rundt oss – inkludert protonene og nøytronene i atomkjernen – består av baryoner. Disse vanlige partiklene er bygget opp av tre kvarker, som er blant de mest grunnleggende byggesteinene i materien.
Kvarker finnes i seks varianter: up, down, charm, strange, top og bottom. De har ulik masse, elektrisk ladning og kvanteegenskaper. I teorien kan det finnes mange ulike typer baryoner som kombinerer disse variantene, men de fleste er svært vanskelige å observere.
For å finne dem lar forskerne partikler sirkulere i en underjordisk ring i ekstrem hastighet, før de kolliderer. Kollisjonene gir et kort vindu der man kan måle hvordan mer stabile partikler brytes ned, og deretter trekke slutninger om egenskapene til den opprinnelige partikkelen.
Xi-cc-plus består av to charm-kvarker og én down-kvark. Til sammenligning består et vanlig proton av to up-kvarker og én down-kvark. Når to av de lettere up-kvarkene erstattes av tyngre charm-kvarker, øker massen betydelig.
Vincenzo Vagnoni, talsperson for LHCb-eksperimentet, sier at dette bare er andre gang man observerer et baryon med to tunge kvarker.
Han peker også på at dette er den første nye partikkelen som er identifisert etter oppgraderingene av LHCb-detektoren, som ble fullført i 2023.
– Resultatet vil hjelpe teoretikere med å teste modeller for kvantekromodynamikk, teorien om den sterke kraften som binder kvarker sammen i både vanlige baryoner og mesoner, men også mer eksotiske hadroner som tetrakvarker og pentakvarker, heter det i omtalen.
I 2017 meldte LHCb-eksperimentet at det hadde oppdaget en lignende partikkel, satt sammen av to charm-kvarker og én up-kvark. Den nye partikkelen antas å ha en levetid som er seks ganger kortere enn denne tidligere varianten, noe som gjør den betydelig vanskeligere å oppdage.
Den store hadronkollideren er en 27 kilometer lang ring rundt 100 meter under bakken, som går under både Frankrike og Sveits. Anlegget er særlig kjent for å ha bekreftet eksistensen av Higgs-bosonet i 2012.
Oppdagelsen kommer samtidig som CERN planlegger et enda større anlegg, Future Circular Collider, for å kunne utforske universets grunnleggende mysterier videre.
