Οι φυσικοί ανακαλύπτουν δύο νέα σωματίδια στον επιταχυντή LHCb

Οι φυσικοί στο πείραμα LHCb του CERN βρήκαν δύο σωματίδια που δεν είχαν δει ποτέ, όπως επίσης και υπάρχουν υπαινιγμοί ενός άλλου νέου σωματιδίου, σε συγκρούσεις πρωτονίων υψηλής ενέργειας. Το LHCb είναι ένα πείραμα που δημιουργήθηκε για να διερευνήσει τι συνέβη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, που επέτρεψε στην ύλη να επιβιώσει και να οικοδομήσει το Σύμπαν που ζούμε σήμερα.

 

Τα νεοανακαλυφθέντα σωματίδια, που ονομάζονται Σ_b(6097)⁺ και Σ_b(6097)^–, προβλέπονται από το μοντέλο των κουάρκ και ανήκουν στην ίδια οικογένεια σωματιδίων με τα πρωτόνια, που ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) επιταχύνει και συγκρούονται: είναι βαρυόνια, τα οποία αποτελούνται από τρία κουάρκ. 

 

Αλλά τα είδη των κουάρκ που περιέχουν είναι διαφορετικά: ενώ τα πρωτόνια περιέχουν δύο άνω κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ, τα νέα σωματίδια αποτελούνται από ένα κουάρκ πυθμένα (πυθμένιο) και δύο πάνω κουάρκ ή ένα πυθμένιο κουάρκ (bottom) και δύο κάτω κουάρκ αντίστοιχα.

 

Οι ερευνητές του  LHCb βρήκαν αυτά τα σωματίδια χρησιμοποιώντας την κλασική τεχνική που χρησιμοποιούν για να ψάχνουν σωματίδια, με σκοπό να αναζητήσουν μια περίσσεια συμβάντων, πάνω σε ένα ομαλό υπόβαθρο γεγονότων σε δεδομένα από συγκρούσεις σωματιδίων.

 

Σε αυτή την περίπτωση, έψαχναν τέτοια ανωμαλίες στην κατανομή μάζας ενός συστήματος δύο σωματιδίων αποτελούμενου από ένα ουδέτερο βαρυόνιο που ονομάζεται Λ _β ⁰ και ένα φορτισμένο σωματίδιο κουάρκ-αντικουάρκ,  που ονομάζεται π μεσόνιο.

 

«Ο αριθμός 6097 στα ονόματα αναφέρεται στις κατά προσέγγιση μάζες των νέων σωματιδίων σε MeV, περίπου έξι φορές της μάζας του πρωτονίου.»

 

Το τρίτο σωματίδιο ονομάζεται Z _c ^– (4100), είναι ένας πιθανός υποψήφιος για ένα διαφορετικό είδος θηρίου κουάρκ, ένα που φτιάχνεται όχι από τα συνήθη με δύο ή τρία κουάρκ, αλλά από τέσσερα κουάρκ (αυστηρά μιλώντας δύο κουάρκ και δύο αντικουάρκ), δύο τα οποία είναι βαριά γοητευτικά (charm) κουάρκ.

 

Τέτοια εξωτικά μεσόνια, που μερικές φορές περιγράφονται ως τετρακουάρκ ή πεντακουάρκ που περιέχουν πέντε κουάρκ, έχουν προβλεφθεί από καιρό.

 

Μελλοντικές μελέτες με περισσότερα δεδομένα μπορεί να είναι σε θέση να ενισχύσουν ή να διαψεύσουν αυτά τα στοιχεία.