Ученые из Лаборатории Ферми (FermiLab), работающие с научным инструментом Collision Detector at Fermilab (CDF) укорителя частиц Теватрон (Tevatron), впервые зарегистрировали появление новой субатомной частицы, нейтрального бариона Xi-sub-b. Существование бариона Xi-sub-b укладывается в рамки Стандартной Физической Модели, он состоит из трех кварков - s-кварка (strange quark), u-кварка (up quark) и b-кварка (bottom quark).

Этот новый барион, сформированный из трех кварков, является очень редкой частицей, которую весьма трудно обнаружить и зарегистрировать. Он принадлежит к семейству тяжелых барионов, которые в шесть раз тяжелее протонов и нейтронов благодаря тому, что в их составе присутствует тяжелый b-кварк.

Ускоритель частиц Теватрон, находящийся в распоряжении FermiLab, уже давно используется для обнаружения и изучения почти всех известных науке тяжелых барионов. С помощью этого научного инструмента в 2006 году были открыты две разновидности Sigma-sub-b барионов, в 2007 году был обнаружен барион Xi-b-minus, и барион Omega-sub-b - в 2009 году. Только один из самых легких тяжелых барионов, барион Lambda-sub-b, был обнаружен учеными CERN.

Измерение характеристик и изучение свойств этих частиц позволяет ученым проверять и корректировать модели, описывающие взаимодействие кварков на близких расстояниях с помощью ядерных сил, что объясняется теорией квантовой хромодинамики (quantum chromodynamics, QCD).

После "рождения", нейтральный барион Xi-sub-b, существует лишь короткий момент времени, преодолевая за это время расстояние в сотые доли миллиметра. После этого он распадается на более легкие частицы, которые в свою очередь распадаются на еще более легкие частицы. Именно эти серии распадов позволяют ученым-физикам идентифицировать изначальную частицу.

Сложный процесс распада нейтрального бариона Xi-sub-b весьма тяжело отслеживать и идентифицировать. Для обнаружения этой частицы ученым пришлось "пролопатить" записи более 500 триллионов столкновений протонов с антипротонами, произведенные коллайдером Теватрона. Из этой огромной массы данных ученые выделили всего 25 случаев, когда результаты столкновения имели четкую подпись существования нейтрального бариона Xi-sub-b.