După mai bine de trei ani după ce au descoperit o particulă subatomică niciodată văzută, fizicienii știu acum cum sunt puse la punct aceste particule - numite pentaquark -.
Cercetările noi dezvăluie trei tipuri complet noi de pentaquarks și arată că sunt compuse fiecare din două componente: un cluster cu trei quark numit baryon și unul de pereche de quark și antiquark numit meson.
"Am obținut o imagine mult mai crisperă și am spus:„ Dumnezeule, există lucruri în care nu ne-am imaginat ", a spus liderul studiului, Tomasz Skwarnicki, fizician la Universitatea Syracuse din statul New York.
Structura subatomică
Quark-urile sunt particule subatomice care vin în șase tipuri (sus, jos, ciudat, farmec, jos și sus). Ele sunt blocurile de construcție ale protonilor și neutronilor, care sunt formate din trei quarkuri apiece. Aceste particule cu trei quark sunt cunoscute și sub numele de baroni. Un alt tip important de particule este mesonul; acestea sunt alcătuite dintr-un quark și un antiquark. Anticuarile sunt verii ciudat antimateri ai quarks.
În anii ’60, când fizicienii teoretizau pentru prima dată despre toate aceste quark-uri, și-au dat seama că nu există niciun motiv să nu existe particule formate din patru sau cinci quarkuri, a spus Skwarnicki pentru Live Science. Dar nu au existat dovezi experimentale de particule cu cinci quarkuri sau pentaquarks - adică până în 2015, când Skwarnicki și colegii săi au descoperit obiectele dintre particulele create de coliziunile din Colizorul de Hadroni de la Geneva.
La vremea respectivă, a spus Skwarnicki, datele au fost cam obraznice. De atunci, cercetătorii au mărit cantitatea de date pe care le au asupra acestor pentaquarks cu un factor de nouă. Asta a dus la o imagine mult mai accentuată, a spus Skwarnicki.
Bile de quark
Primul lucru pe care cercetătorii l-au descoperit a fost faptul că există trei pentaquark-uri separate de trei mase unice printre particulele de LHC. Unul anterior a fost nedetectat. Celelalte două au apărut ca un vârf în spectrul de masă de particule în studiul din 2015, dar acum sunt evidente ca două particule separate cu mase separate.
Cel mai important, noile date dezvăluie structurile interne ale acestor pentaquarks. Anterior, a spus Skwarnicki, nu era clar cum au fost aranjate cele cinci quarkuri în interiorul pentaquark. Au interacționat cu toții? Sau au existat în schimb două clustere - un barion cu trei quark și un meson (particula formată dintr-un quark și un antiquark) care au interacționat între ele?
Noile date dezvăluie că este ultimul caz. Pe baza modului în care se decadesc quark-urile - sunt instabile și există doar pe scurt înainte de a-și modifica configurațiile - trebuie să fie realizate din baroni și mezoane care interacționează, a spus Skwarnicki. Pentaquarks sunt alcătuiți dintr-un quark de farmec, un quark anti-farmec, doi quark-uri sus și un quark în jos. Au mase diferite, deoarece quark-urile există în diferite stări cuantice.
"Semnificația noilor observații este că acum se îndreaptă într-o direcție clară", a spus el. Fiecare pentaquark este format dintr-un barion cu trei quark-uri în interior și un meson cu un quark și un antiquark.
"Este ca două bile separate de quarks, care se lipesc între ele", a spus Skwarnicki.
Skwarnicki a prezentat rezultatele pe 26 martie la conferința de fizică Rencontres de Moriond din La Thuile, Italia. Cercetătorii intenționează să ia măsurători suplimentare pentru a confirma rezultatele lor, a spus Skwarnicki, și intenționează să caute mai multe aranjamente de pentaquark.
"Sunt de fapt increzator ca in viitor vom vedea mai multe dintre aceste particule de tip pentaquark", a spus el.
