Στο CERN επιβεβαιώνεται η ανακάλυψη του πεντακουάρκ

Τελικά τα πεντακουάρκ είναι εδώ και φαίνεται ότι θα παραμείνουν. Δυο νέες μελέτες από τη συνεργασία LHCb στον επιταχυντή LHC του CERN εξανεμίζουν οποιεσδήποτε αμφιβολίες παρέμεναν σχετικά με την ανακάλυψη των εξωτικών σωματιδίων πέντε-κουάρκ που είχε ανακοινωθεί την περασμένη χρονιά-το 2015. Η μια μελέτη αποδεικνύει ότι τα στοιχεία για τα πεντακουάρκ διαμορφώθηκαν ανεξάρτητα. Η άλλη αναφέρει στοιχεία για εξωτικά σωματίδια αδρονίων-των οποίων οι ιδιότητες συμφωνούν με αυτά των πεντακουάρκ που παρατηρήθηκαν προηγουμένως-σε ένα νέο κανάλι διάσπασης σωματιδίου.

Τα κουάρκ κανονικά συγκεντρώνονται σε ομάδες των δυο και τριών. Αλλά τα τελευταία δυο χρόνια η συνεργασία LHCb έχει επιβεβαιώσει την ύπαρξη των εξωτικών σωματιδίων τεσσάρων-κουάρκ και πέντε-κουάρκ, που είχαν από καιρό προβλεφθεί από τους θεωρητικούς φυσικούς. Στη περίπτωση του πεντακουάρκ, η ομάδα ανέλυσε το 2015 δεδομένα από τη διάσπαση του σωματιδίου Λb, το οποίο συνίσταται από τρία κουάρκ, σε τρία σωματίδια που περιέχουν κουάρκ: ένα J/ψ, ένα πρωτόνιο και ένα φορτισμένο καόνιο. Οι επιστήμονες βρήκαν ότι μερικές φορές όταν το Λb διασπάται, μετατρέπεται σε μια ενδιάμεση κατάσταση που περιλαμβάνει ένα σωματίδιο πέντε-κουάρκ και ένα καόνιο. Αλλά παρόλο που είχαν μια τεράστια στατιστική σημαντικότητα των 9σ, το αποτέλεσμα βασίζονταν σε παραδοχές μοντέλου σχετικά με τη φύση άλλων ενδιάμεσων καταστάσεων που περιέχουν καόνιο και πρωτόνιο.

Σε μια από τις νέες μελέτες, οι ερευνητές επεξεργάστηκαν και πάλι την ανάλυση, εξαλείφοντας αυτές τις παραδοχές και έδειξαν με μια σημαντικότητα πάνω από 9σ ότι τα πεντεκαουάρκ είναι πράγματι απαραίτητα για να εξηγήσουν τα δεδομένα. Στην άλλη μελέτη, η ομάδα ξεκαθάρισε δεδομένα από ένα άλλο κανάλι διάσπασης του Λb, στο οποίο το σωματίδιο διασπάται σε ένα J/ψ, ένα πρωτόνιο και ένα φορτισμένο πιόνιο. Οι ερευνητές έδειξαν ότι τα δεδομένα είναι σύμφωνα με τη θεωρητική πρόβλεψη για διασπάσεις που αφορούν τον ίδιο τύπο των πεντακουάρκ όπως αυτά που ανιχνεύθηκαν προηγουμένως.