ENGINEERINGNET.BE - Het zeer instabiele deeltje, genaamd Xi-cc, bevat twee charm quarks en een down quark, en is met 3620 MeV ongeveer viermaal zo zwaar als een stabiel proton in atoomkernen.
De ontdekking is gedaan in proton-protonbotsingen in de LHC-versneller, verzameld in 2024 in run3 van de LHC.
Het bestaan van het instabiele deeltje is afgeleid uit metingen van het verval naar drie lichtere deeltjes in de detector. In totaal zijn 915 vervalgebeurtenissen gevonden. Het signaal is zeer significant: 7 sigma, ruim voldoende voor de term ontdekking.
Het nieuwe Xi-deeltje lijkt op een proton met een “quark upgrade” waar in plaats van twee up-quarks twee zwaardere charm-quarks aanwezig zijn.
Charm-quarks zijn zwaardere familieleden van de up-quarks uit de tweede deeltjesgeneratie van het Standaardmodel. Ze hebben dezelfde lading en andere eigenschappen als up-quarks, maar een grotere massa.
Het deeltje is de partner van een ander Xi-deeltje met een up-quark in plaats van een down-quark dat al in 2017 is ontdekt en in theorie vrijwel dezelfde massa moest hebben.
Het waarnemen van het nieuwe deeltje bleek experimenteel lastig, en is te danken aan technische verbeteringen aan de LHCb-detector.
Het LHCb-experiment is speciaal ingericht om eventuele verschillen tussen deeltjes en hun antideeltjes te bestuderen. Daarnaast speuren de LHCb-onderzoekers permanent naar nog onbekende signalen in hun meetgegevens.
Na de ontdekking van het higgsdeeltje in 2012 zijn door de deeltjesfysica nog volop andere ontdekkingen gedaan. De teller staat momenteel op 80 deeltjes, waarvan de meeste overigens extreem instabiel zijn.
De ontdekkingen leveren belangrijke tests voor de deeltjestheorie, met name die van de sterke wisselwerking tussen quarks.
