Egzotik daha önce hiç görülmemiş parçacık CERN’de keşfedildi.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Güzellik (LHCb) projesi, ilk kez dört çekicilik kuarkından oluşan egzotik bir parçacık gözlemledi.

LHCb işbirliği, daha önce hiç görülmemiş dört kuark parçacık tipini gözlemledi. CERN’de yakın zamanda düzenlenen bir seminerde sunulan ve bugün yayınlanan bir makalede açıklanan keşfin, fizikçiler tarafından daha önce görülmemiş, daha önce keşfedilmemiş bir parçacık sınıfının ilki olması muhtemeldir.

Bulgu, fizikçilerin kuarkları daha iyi anlamalarına yardımcı olacak, tüm maddelerin temel yapıtaşı olan bir tür temel parçacık. Kuarklar, protonları ve nötronları içeren hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturmak için birlikte oluşur. Bu yeni buluş, bilim insanlarının artık kuarkların bu kompoziti oluşturmak için kendilerini birbirine bağladığı karmaşık yolları anlamalarına yardımcı olabilir.

Kuarklar genellikle ikişer ve üçerli gruplar halinde birleşerek hadronlar oluştururlar. Bununla birlikte, onlarca yıldır teorisyenler, bazen tetrakarklar ve pentakarlar olarak tanımlanan dört kuarklı ve beş kuarklı hadronların varlığını tahmin ettiler ve son yıllarda LHCb’yi içeren deneyler bu egzotik hadronların birkaçının varlığını doğruladı.

Olağandışı kuark kombinasyonlarından oluşan bu parçacıklar, doğanın bilinen dört temel kuvvetinden birini, protonları, nötronları ve maddeyi oluşturan atom çekirdeklerini bağlayan güçlü etkileşimi incelemek için ideal bir “laboratuvar” dır. Güçlü etkileşimle ilgili ayrıntılı bilgi, yeni, beklenmedik süreçlerin yeni fizik veya sadece standart fizik belirtisi olup olmadığını belirlemek için de gereklidir.

“Dört kuarktan oluşan parçacıklar zaten egzotik ve yeni keşfettiğimiz, aynı tipte dört ağır kuarktan, özellikle de iki çekicilik kuarkı ve iki çekicilik antikaından oluşan ilk parçadır” diyor. LHCb işbirliği, Giovanni Passaleva. “Şimdiye kadar, LHCb ve diğer deneyler, en fazla iki ağır kuark bulunan ve hiçbiri aynı tipte ikiden fazla kuark bulunan tetrakarkları gözlemlemişti.”

Manchester Üniversitesi’nden gelen LHCb sözcüsü Chris Parkes şunları söyledi: “LHCb Sözcüsü olarak devralmak büyük bir zevk ve onur. İşbirliği, 19 farklı ülkeden 1400’den fazla üyesi ve bilimsel hedeflerimizi geliştirmek için birlikte çalışan bir topluluğu içeriyor. Manchester Üniversitesi ve İngiltere’deki diğer on kurum, işbirliğinde öncü bir rol oynamaktadır.

“Bugünün keşfi, bu bilimsel kitapta başka bir heyecan verici bölüm açarak madde parçacıkları teorimizi aşırı bir durumda incelememize izin veriyor. Bu parçacık aşırı bir durumdur – egzotik bir hadron, iki ya da üç yerine dört kuark içerir konvansiyonel madde parçacıkları ve ilk ağır kuarkları içerir.

“Aşırı bir sistem üzerinde çalışmak, bilim insanlarının teorilerimizi stres test etmelerine izin verir. Bu parçacığın incelenmesi ve bu sınıfta bu parçacılığın daha fazla parçacığını keşfetme umuduyla, kuarkların protonları da yöneten teorisini nasıl bir araya getireceğimize dair test edeceğiz. ve nötronlar. “

LHCb ekibi, yeni tetrakonu, olayların düzgün bir arka planında “çarpma” olarak bilinen aşırı çarpışma olaylarını aramak için parçacık avlama tekniğini kullanarak buldu. Araştırmacılar, sırasıyla 2009’dan 2013’e ve 2015’ten 2018’e kadar gerçekleşen Büyük Hadron Çarpıştırıcısının ilk ve ikinci çalışmalarından tam LHCb veri kümelerini eleyerek, bir çekicilik kuarkından oluşan parçacıkların kütle dağılımında bir yumru tespit etti. ve bir cazibe antikonu.

Yumru, beşten fazla standart sapmanın istatistiksel bir önemine, yeni bir parçacığın keşfi için normal eşik değerine sahiptir ve dört çekicilik kuarkından oluşan parçacıkların varlığının tahmin edildiği bir kütleye karşılık gelir.

Önceki tetrakark keşiflerinde olduğu gibi, yeni parçacığın “gerçek bir tetrakuark”, yani birbirine sıkıca bağlanmış dört kuark sistemi mi yoksa molekül benzeri bir yapıya zayıf bir şekilde bağlanmış bir çift iki kuark parçacığı mı olduğu tam olarak açık değildir. . Her iki durumda da, yeni tetrakark, teorisyenlerin kuantum kromodinamik modellerini, güçlü etkileşim teorisini test etmelerine yardımcı olacak .

J / pair çift kütle spektrumundaki yapının gözlenmesi makalesi, arXiv ön baskı sunucusunda yayınlanmıştır .