De când a început cea de-a doua operație operațională în 2015, Large Hadron Collider face câteva lucruri destul de interesante. De exemplu, începând cu 2016, cercetătorii de la CERN au început să folosească coliziunea pentru a efectua experimentul de frumusețe al marelui Hadron Collider (LHCb). Aceasta este investigația care urmărește să stabilească ce anume a avut loc după Big Bang, astfel încât materia să poată supraviețui și să creeze Universul pe care îl cunoaștem astăzi.
În ultimele luni, experimentul a dat rezultate impresionante, cum ar fi măsurarea unei forme foarte rare de descompunere a particulelor și dovezi ale unei noi manifestări de asimetrie antimaterie. Și cel mai recent, cercetătorii din spatele LHCb au anunțat descoperirea unui nou sistem format din cinci particule, toate fiind observate într-o singură analiză.
Conform lucrării de cercetare, care a apărut în arXiv pe 14 martie 2017, particulele care au fost detectate erau stări emoționate de ceea ce este cunoscut sub numele de barion „Omega-c-zero”. Ca și alte particule de acest gen, Omega-c-zero este alcătuit din trei quark - dintre care două sunt „ciudate”, în timp ce al treilea este un quark „fermecător”. Existența acestui barion a fost confirmată în 1994. De atunci, cercetătorii de la CERN au căutat să stabilească dacă există versiuni mai grele.
Și acum, datorită experimentului LHCb, se pare că le-au găsit. Cheia a fost de a examina traiectoriile și energia rămasă în detector de particule în configurația finală și de a le urmări înapoi la starea inițială. Practic, particulele Omega-c-zero se descompun prin forța puternică într-un alt tip de baron (Xi-c-plus) și apoi prin forța slabă în protoni, kaoni și pioni.
Din aceasta, cercetătorii au putut determina că ceea ce vedeau erau particule Omega-c-zero la diferite stări energetice (adică de diferite mărimi și mase). Exprimate în megaelectronvolți (MeV), aceste particule au mase de 3000, 3050, 3066, 3090 și, respectiv, 3119 MeV. Această descoperire a fost destul de unică, deoarece a implicat detectarea a cinci stări energetice superioare ale unei particule în același timp.
Acest lucru a fost posibil grație capacităților specializate ale detectorului LHCb și a setului de date mare acumulat din prima și a doua rulare a LHC - care a funcționat între 2009 și 2013, respectiv din 2015. Înarmați cu echipamentul și experiența potrivită, cercetătorii au putut identifica particulele cu un nivel copleșitor de certitudine, excludând posibilitatea ca acesta să fie un fluaj statistic în date.
Descoperirea este de asemenea de așteptat să arunce lumină asupra unora dintre misterele mai adânci ale particulelor subatomice, cum ar fi modul în care cele trei quark-uri constitutive sunt legate în interiorul unui baron de „forța puternică” - adică forța fundamentală care este responsabilă de menținerea părților interioare ale atomilor . Un alt mister pe care acest lucru l-ar putea ajuta să rezolve în corelația dintre diferite stări de quark.
După cum a explicat dr. Greig Cowan - un cercetător de la Universitatea din Edinburgh care lucrează la experimentul LHCb la LHC de la Cern - a explicat într-un interviu acordat BBC:
„Aceasta este o descoperire izbitoare care va arunca lumină asupra modului în care quark-urile se leagă între ele. Poate avea implicații nu numai pentru a înțelege mai bine protonii și neutronii, dar și stările multicarc mai exotice, cum ar fi pentaquarks și tetraquarks.“
Următorul pas va fi determinarea numerelor cuantice ale acestor particule noi (numerele utilizate pentru identificarea proprietăților unei particule specifice), precum și determinarea semnificației lor teoretice. De când a venit online, LHC a ajutat la confirmarea modelului standard de fizică a particulelor, precum și a ajuns dincolo de el pentru a explora mai multe necunoscute despre cum a ajuns Universul și cum se potrivesc forțele fundamentale care îl guvernează.
În final, descoperirea acestor cinci noi particule ar putea fi un pas crucial pe drumul către o Teorie a Totului (ToE), sau doar o altă piesă din puzzle-ul foarte mare care este existența noastră. Rămâi la curent pentru a vedea care!
