Η ανακάλυψη δυο νέων διεγερμένων καταστάσεων βαρυονίου θα μπορούσε να συμβάλει στην κατανόηση της σύνδεσης των κουάρκ

Το υποατομικό βασίλειο καλωσορίζει ένα ζευγάρι νέων μελών της οικογένειας καθώς ερευνητές στο πείραμα LHCb (Large Hadron Collider beauty) αναφέρουν την ανακάλυψη δυο – πιθανά τριών – νέων βαρυονίων. Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα πώς συνδέονται μεταξύ τους τα κουάρκ για να διαμορφώσουν σύνθετα υποατομικά σωματίδια. Θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει ελέγχους των προβλέψεων από τη θεωρία της κβαντικής χρωμοδυναμικής.

Για να βρουν αυτές τις διεγερμένες καταστάσεις, τα μέλη της ομάδας του LHCb ερεύνησαν για προϊόντα διάσπασης στις συγκρούσεις υψηλής ενέργειας πρωτονίων. Οι διεγερμένες καταστάσεις γρήγορα διασπάστηκαν σε ένα καόνιο και ένα Λάμδα-c βαρυόνιο, Λ[+]-c, το οποίο στη συνέχεια διαχωρίζεται σε ένα άλλο καόνιο, ένα πρωτόνιο και ένα πιόνιο. Από την καταλογογράφηση των ιχνών και των ορμών των προϊόντων διάσπασης από εκατομμύρια τέτοιες συγκρούσεις, η ομάδα συμπέρανε τη φευγαλέα παρουσία τριών διεγερμένων καταστάσεων του βαρυονίου Xi-c (Ξ[0]-c), που ονοματίζονται για τις ενέργειές τους σε MeV ως: Ξ(2923)[0] , Ξ(2939)[0] και Ξ(2965)[0]. Αυτές οι καταστάσεις είναι σύνθετες από ένα γοητευτικό κουάρκ και δυο άλλα ελαφρύτερα κουάρκ, πιο πιθανό ένα κάτω κουάρκ και ένα παράξενο κουάρκ. Ενώ οι δυο καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας είναι νέες, η τρίτη μπορεί να είναι η ίδια με τη διεγερμένη κατάσταση που παρατηρήθηκε προηγουμένως, τη Ξ(2970)[0].

Η ομάδα σημειώνει ότι το ενεργειακό φάσμα του Ξ[0]-c μοιάζει να μοιράζεται ορισμένες ομοιότητες με ένα άλλο ακόμη βαρυόνιο, το Ωμέγα-c (Ω-c), πράγμα που υποδηλώνει ότι τα δυο αυτά βαρυόνια συσχετίζονται. Για να ελέγξουν αυτή την ιδέα, τα μέλη της ομάδας, σχεδιάζουν να μετρήσουν τους κβαντικούς αριθμούς των βαρυονίων, που απαιτεί την παρατήρηση της ταυτόχρονης διάσπασης των βαρυονίων σε τρία προϊόντα διάσπασης.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Observation of New Ξ[0]-c Baryons Decaying to Λ[+]-cK[−]. Physical Review Letters.