В японской лаборатории KEK электроны и их антиподы — позитроны — сталкиваются внутри детектора Belle II. При таких столкновениях на краткий миг рождаются новые частицы. Среди них — J/ψ, связанное состояние очарованного кварка и его антикварка. Физики измерили, как часто вместе с J/ψ появляются пары других частиц: пионы, каоны или протоны.
Измерения велись при энергиях столкновений от 3,8 до 7 гигаэлектронвольт. Для пионов и каонов результаты совпали с прежними данными эксперимента Belle. А вот процесс с рождением пары протон-антипротон вместе с J/ψ изучался впервые. Событий оказалось мало, и на графике сечения не видно никаких заметных пиков или провалов.
Физики также искали экзотические частицы — так называемые чармониеподобные состояния. Это гипотетические объекты, которые не вписываются в простую картину из кварка и антикварка. В данных Belle II их следов не обнаружено. Но сам факт точного измерения сечения — важный шаг: теперь теоретики могут проверить свои модели.
Частица J/ψ была открыта одновременно в двух лабораториях в 1974 году, и это событие назвали «ноябрьской революцией» в физике.
Поиск экзотических частиц напоминает охоту за «кротовыми норами» из научной фантастики — только в микромире.