Fizycy z CERN odkryli nową klasę „diabelskich” cząstek

Analiza ostatnich danych, zebranych na Wielkim Zderzaczu Hadronów przed jego odłączeniem, pomogą uczonym w odkryciu nowych i niezwykłych cząsteczek, które składają się nie z dwóch lub trzech, lecz od razu z pięciu kwarków - „cegiełek” wszystkich cząstek elementarnych.

Taką informację uczeni przekazali na konferencji naukowej Rencontres de Moriond, która odbywa się w tym roku w Syracuse, w Nowym Jorku.

Według współczesnych wyobrażeń wszystkie elementarne cząstki składają się z niedużych obiektów, które fizycy nazywają kwarkami. Protony, neutrony i inne „ciężkie” cząstki nazywane barionami, zawierają w sobie po trzy kwarki. Ich młodsi współbracia, mezony, zawierają w sobie dwa elementy – zwykły „kwark” i antykwark, podstawowy składnik antymaterii. W zasadzie istniejące dziś teorie nie wykluczają możliwości istnienia cząstek elementarnych składających się z czterech, a nawet pięciu kwarków różnej „barwy”.

Najnowsze wyniki obserwacji na detektorze „pierścienia” Wielkiego Zderzacza Hadronów potwierdziły, że pentakwarki - „diabelski cząstki” składające się z pięciu kwarków – istnieją w rzeczywistości.

Mimo wielu śladów wskazujących na to, że istnieją, wielu fizyków od początku wątpiło w to, że te „diabelskie” cząstki istnieją w rzeczywistości. Rzecz w tym, że wielu uczonych sądziło, że w rzeczywistości przedstawiają one sobą „swoiste” molekuły złożone z jednego barionu i mezonu, a nie jednolitą cząstkę z pięciu kwarków.

Trzy lata temu fizycy z CERN, pracujący z detektorem LHCb, potwierdzili, że pentakwarki istnieją w rzeczywistości, nie znajdując potencjalnych śladów tego typu „molekuł” kwarkowych w śladach ich rozpadu. To zmusiło ich do wyciągnięcia wniosku, że inne warianty tego typu „diabelskich” cząstek nie istnieją.

Co ciekawe, dalsza analiza tych danych pokazała, że jeden z tych „starych” pentakwarków, odkrytych przed modernizacją Wielkiego Zderzacza Hadronów, przedstawiały sobą tak naprawdę dwie cząstki tego samego typu, ślady ich rozpadu „nałożyły się” na siebie. Uczeni mają nadzieje, że dalsze poszukiwania nowych „diabelskich” cząstek i analiza ich właściwości pomoże w zrozumieniu, jak urządzone są same ekstremalne formy materii we Wszechświecie, w tym gwiazdy neutronowe i kwarkowe, a także czy w ich wnętrzu nie skrywają się zasady „nowej fizyki”.