19.03.2019
PL EN
15.07.2015 aktualizacja 15.07.2015

Pentakwarki - nowy rodzaj cząstek odkryto w CERN

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Nowy, nieobserwowany nigdy wcześniej rodzaj cząstek, określanych wspólnie jako pentakwarki, odkryli badacze uczestniczący w eksperymencie LHCb na Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN. Cząstek takich poszukiwano od ponad 50 lat - poinformował CERN w przesłanym PAP komunikacie.

"Pentakwark to nie po prostu kolejna nowo zaobserwowana cząstka - wyjaśnił lider zespołu LHCb, Guy Wilkinson. - To zupełnie nowy rodzaj połączenia kwarków, - (podstawowych składników protonów i neutronów) nigdy dotąd niezaobserwowany, pomimo ponad pięćdziesięciu lat poszukiwań. Poznanie ich własności może nam pomóc w zrozumieniu jak zbudowana jest zwykła materia, z której wszyscy się składamy.”

Jak przypomniano w komunikacie, nasze zrozumienie struktury materii zostało zrewolucjonizowane w 1964 roku, kiedy to amerykański fizyk Murray Gell-Mann zasugerował, że cząstki znane jako baryony, takie jak protony i neutrony, składają się z trzech obiektów o ułamkowym ładunku zwanych kwarkami, a inna kategoria cząstek zwanych mezonami złożone są z kwarku i antykwarku. Za swoją pracę Gell-Mann dostał Nagrodę Nobla w 1969 roku. Model kwarków dopuszczał również istnienie innego zlepka kwarków, a mianowicie pentakwarków składających się z czterech kwarków i jednego antykwarku. Jednak, aż do chwili odkrycia w LHCb, eksperymentalnie nie zaobserwowano żadnego świadectwa ich istnienia.

W LHCb istniała możliwość poszukiwania pentakwarków na bardzo wiele sposobów, z których wszystkie prowadzą do zgodnego wniosku. "To trochę tak jakby poprzednie generacje eksperymentów poszukiwały sylwetki w ciemnościach, podczas gdy LHCb potrafił włączyć pełne światła i patrzeć równocześnie z wielu kierunków. Następnym etapem analizy będzie zbadanie, w jaki sposób kwarki łączą się by stworzyć pentakwark" - czytamy w komunikacie.

Naukowcy ze współpracy LHCb poszukiwali pentakwarków badając rozpady pewnego barionu (Lambda b) na trzy szczególne cząstki. Obserwacja widma masy układu dwóch z tych cząstek pokazała, że tworzy on czasami pośrednie stany związane. Otrzymały one nazwę Pc(4450)+ oraz Pc(4380)+.

„Korzystając z ogromnej ilości danych, które zapewnia akcelerator LHC i dzięki wyśmienitej dokładności naszego detektora, przebadaliśmy wszystkie możliwe scenariusze dotyczące tych sygnałów i doszliśmy do wniosku, że mogą być wytłumaczone jedynie przez istnienie pentakwarków - tłumaczy fizyk LHCb z amerykańskiego Uniwersytetu Syracuse, Tomasz Skwarnicki. - A dokładniej, zaobserwowane stany muszą się składać z dwóch kwarków górnych, jednego dolnego, jednego powabnego i jednego antypowabnego.”

Cytowany w komunikacie fizyk LHCb Liming Zhang z Uniwersytetu Tsinghua (Chiny) komentuje z kolei: „Kwarki mogą być albo ściśle związane, albo mogą być połączone luźno w czymś w rodzaju cząsteczki baryonowo-mezonowej, związanej resztkowym oddziaływaniem silnym - takim, jak to, które łączy protony i neutrony tworzące jądra atomowe”.

Zdaniem naukowców dalsze badania powinny przynieść rozstrzygnięcie, z którym przypadkiem mamy do czynienia, jak również odsłonić kolejne tajemnice pentakwarków. Nowe dane, które LHCb zbierze podczas drugiego okresu działania LHC pozwolą znaleźć odpowiedzi na kolejne pytania. (PAP)

lt/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2019