Физичари откривају егзотичну, нову 'тетракварк' честицу коју никада раније нисмо видели

(ЦЕРН)

Постоји нова егзотична субатомска честица на разбијачу атома. Физичари који раде са ЦЕРН-овом кооперацијом за лепоту Великог хадронског сударача (ЛХЦб) пронашли су нови облик неухватљиве честице са четири кварка названу тетракварк који никада раније нису видели.

Ново идентификована честица се састоји од четири кварка истог укуса и вероватно је, кажу научници, прва у претходно неоткривеној класи честица.

Рад који то описује је био постављено на арКсив , и тек треба да буде рецензирана, али се придружује све већем броју доказа који подржавају постојање егзотичних честица.



Кваркови су елементарне честице које су један од основних грађевинских блокова материје. Протони и неутрони - субатомске честице у атомским језгрима које чине сву видљиву материју (укључујући и нас) - сваки садрже по три кварка, повезана снажном нуклеарном силом.

Честице које садрже друге конфигурације, као што су четири-,пет-ишест-честице кварка, су много ређе (а честице са шест кваркова су и даље хипотетичке). Ове врсте честица су толико ретке да нисмо ни имали потврду постојања тетракваркова допре само неколико година.

Кваркови се могу категорисати на неколико различитих начина. Постоји шест различитих типова или укуса - ово су горе, доле, горе, доле, чудно и шарм. Сваки од ових укуса има своју честицу антикварка. И имају различите масе - горњи, шарм и доњи кваркови су 'тешки' кваркови.

Конфигурација новог тетракварка чини две ствари које никада раније нисмо видели. Састоји се од четири кварка исте ароме; а сва четири су тешки кваркови.

„Честице састављене од четири кварка су већ егзотичне, а ова коју смо управо открили је прва која се састоји од четири тешка кварка истог типа, тачније два шарм кварка и два шарм антикварка,“ рекао је физичар и одлазећи портпарол ЛХЦб-а Гиованни Пассалева Националног института за нуклеарну физику у Италији.

„До сада, ЛХЦб и други експерименти су посматрали само тетракваркове са највише два тешка кварка, и ниједан са више од два кварка истог типа.“

Необична честица је откривена враћањем прекоприкупљени и задржани подацииз два оперативна рада Великог хадронског сударача, прво од 2009. до 2013., а затим од 2015. до 2018. након значајних надоградњи.

Тим је прочешљао ове податке користећи нову технику за тражење нових честица која укључује тражење вишка у догађајима судара. Истраживачи су пронашли овај вишак за тип честице зван Ј/ψ мезон, који се састоји од два кварка – шарм кварка и шарм антикварка.

Ј/ψ мезони су, као и сви мезони, нестабилни; распадају се за мање од а зептосекунда , што значи да их је тешко директно открити. Оно што можемо открити су мионске честице на које се распадају Ј/ψ мезони и на тај начин закључити њихово присуство.

Али пљускови мионских честица које је тим открио били су превише енергични за једноставан распад Ј/ψ мезона. Занимљиво је, међутим, да су били у праву у средини енергетског опсега предвиђеног за потпуно шармантне тетракваркове (пошто је тип честице прилично шармантно познат), унутар прага стандардне девијације за тврдњу о открићу нове честице.

Још увек је нејасно, у овој фази, како су тетракваркови структурирани. Могуће је да су то прави тетракваркови, који се састоје од четири кварка чврсто повезана. Али такође је могуће да се састоје од парова слабо везаних честица два кварка.

Иста могућност важи и за пентакваркове и хексакварке – да се састоје од везаних парова мањих честица, а не од једне чврсто везане честице.

Откривање више ових егзотичних честица - и више врста ових егзотичних честица, као што је ово ново откриће - могло би помоћи у разоткривању ове мистерије. Заузврат, то би могло бацити више светла на снажну нуклеарну силу која везује кваркове у протоне и неутроне, омогућавајући постојање материје.

„Ове егзотичне тешке честице пружају екстремне, а опет теоретски прилично једноставне случајеве помоћу којих се тестирају модели који се затим могу користити за објашњење природе честица обичне материје, попут протона или неутрона,“ рекао је физичар честица и нови портпарол ЛХЦб-а Крис Паркс Универзитета у Манчестеру у Великој Британији.

„Због тога је веома узбудљиво видети их како се први пут појављују у сударима на ЛХЦ-у.“

Рад тима је доступан на веб страници пре штампања арКсив .

О Нама

Објављивање Независних, Доказаних Чињеница О Здравственим, Простору, Природи, Технологији И Животној Средини.