Οι επιστήμονες ανακάλυψαν νέο υποατομικό σωμάτιο με τέσσερις “γεύσεις”

Οι φυσικοί ανακάλυψαν ένα νέο στοιχειώδες σωμάτιο. Το τελευταίο μέλος που προστίθεται στα “εξωτικά” είδη γνωστά ως τετρακουάρκ. Η ανακάλυψη έγινε από επιστήμονες της συνεργασίας DZero στο Fermilab, το εργαστήριο που εξειδικεύεται στη φυσική σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Η ανακάλυψη αυτή θεωρήθηκε ως κάτι το συναρπαστικό, επειδή το νέο και ασυνήθιστο σωμάτιο θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα μια από τις τέσσερις γνωστές στη Φυσική θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, την ισχυρή αλληλεπίδραση.

Το DZero είναι ένα από τα δυο πειράματα στον επιταχυντή-συγκρουστήρα Tevatron του Fermilab. Παρόλο που ο Tevatron σταμάτησε το 2011, τα πειράματα συνεχίστηκαν με την ανάλυση των δισεκατομμυρίων καταγεγραμμένων συμβάντων από τις συγκρούσεις πριν κλείσει ο επιταχυντής. Η παρατήρηση του τετρακουάρκ αποτέλεσε έκπληξη όταν οι επιστήμονες του DZero είδαν πρώτα κάποια σημάδια ενός νέου σωμάτιου, τον Ιούλιο του 2015, που ονόμασαν X(5568) από την 5568 MeV μάζα του.

Τα κουάρκ είναι “σημειακά” στοιχειώδη σωμάτια που τυπικά εμφανίζονται σε πακέτα δυο ή τριών. Τα πιο οικεία από αυτά είναι το πρωτόνιο και το νετρόνιο, καθένα από τα οποία αποτελείται από τρία κουάρκ. Τα τετρακουαρκ, δηλαδή τέσσερα κουάρκ μαζί, είναι πιο σπάνια και φυσικά δεν έχουν κατανοηθεί καλά. Υπάρχουν έξι τύποι, ή “γεύσεις”, κουάρκ για επιλογή από τα: Επάνω (up), κάτω (down), παράδοξο/παράξενο (strange), γοητευτικό (charm), πυθμένας/χαμηλό (bottom) και κορυφή/υψηλό (top). Καθένα από τα οποία έχει επίσης και το αντισωμάτιό του.

Σχηματική αναπαράσταση της παραγωγής του X(5568) με μια γρήγορη διάσπαση σε ένα Bs μεσόνιο και ένα pi μεσόνιο και τις διασπάσεις που επακολουθούν.

Το σημαντικό στοιχείο στην ανακάλυψη είναι ότι ενώ όλα τα άλλα τετρακουαρκ που παρατηρήθηκαν συνίστανται από δυο τουλάχιστον με την ίδια “γεύση”, το X(5568) έχει τέσσερις διαφορετικές “γεύσεις”, τις επάνω, κάτω, παράδοξο και πυθμένας. Η ανακάλυψη θα δημοσιευθεί στο Physical Review Letters, αλλά ήδη υπάρχει προδημοσίευση στο arXiv.org

Πηγή: Lancaster University

Περισσότερα στη προδημοσίευση: Observation of a new B0/s(π±) state, arXiv:1602.07588