آزمایشگاه LHCb در سرن گونه‌ای جدید از ذره چهار کوارکی را که پیشتر دیده نشده بود را مشاهده کرده است. این یافته که در سمینار اخیر در CERN ارائه و در مقاله ای هم در سرور

arXiv

طرح واره ای از تتراکوارک کشف شده در سرن

این یافته به فیزیکدانان کمک خواهد کرد تا روش‌های پیچیده‌ای را که در آن کوارک‌ها به یکدیگر می پیوندند و همچنین ساختار ذرات آمیخته را دریابند .

کوارک ها بیشتر در گروه‌های دوتایی و سه‌تایی با هم می‌آمیزند تا ذراتی به نام هادرون تشکیل دهند. با این همه، برای ده‌ها سال، نظریه‌پردازان وجود هارون های چهارکوارکی و پنج‌کوارکی را پیش بینی کرده اند، که با عنوان tetraquarks و pentaquarks یاد می شوند. در این سال‌ها آزمایش هایی در LHCb وجود چندین گونه از این هادرون‌های خاص را درست شمرده است. این ذرات از آمیختن نابهنجار کوارک ها ساخته شده اند. این مشاهده برای پژوهش درباره یکی از چهار نیروی بنیادی شناخته شده طبیعت، نیروی قوی هسته‌ای ایده ال است، نیرویی که پروتون‌ها، نوترون‌ها و هسته‌های اتمی را تشکیل می‌دهد. دانش درست و ژرفنگرانه از نیروی قوی همچنین برای تعیین این که آیا فرآیندهای جدید و غیر منتظره نشانه فیزیک نوین هستند یا تنها از فیزیک استاندارد سرچشمه می گیرند، ضروری است .

سخنگوی سرن در خارج «جیوانی پاسالوا» می گوید: "ذره هایی که از چهار کوارک ساخته شده اند هم اکنون بسیار شگفت و ناآشنا هستند، و این یافته که ما تازه بدست آورده ایم، نخستین گونه ای است که از چهار کوارک سنگین از یک نوع کوارک (طعم) ساخته شده است، از دو کوارک و دو پاد کوارک افسون! تاکنون، LHCb و آزمایش‌های دیگر تنها تتراکوارکهایی با بیشینه دو کوارک سنگین مشاهده کرده بودند که هیچ کدام بیش از دو کوارک از یک گونه نداشتند ."

کریس پارکز سخنگوی LHCb می گوید :

" این ذرات سنگین بیگانه چیزهای بسیار فزاینده و پیچیده ولی از نگرش نظری کمابیش ساده را به ما می دهند که با استفاده از آنها می توان مدل هایی را آزمایش کرد که از آنها برای توضیح ماهیت ذرات ماده معمولی مانند پروتون یا نوترون بکار رود. بنابراین بسیار هیجان انگیز است که آنها را برای نخستین بار در برخورد دهنده LHC مشاهده کرده ایم.

تیم LHCb تتراکوارک نوین را با استفاده از تکنیک آشکارسازی ذرات به دنبال یافتن موارد اضافی از پیشامد(تصادف)، که به "bump" ، (فزونی) شناخته شده و در پس زمینه درست رویداد است، یافت .

پژوهشگران با کاوش داده های کامل LHCb از نخستین و دومین رده بزرگ هادرون Collider که به ترتیب از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳ و از ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸ انجام شده ، متوجه اختلاف در توزیع انبوه یک جفت ذره J / ψ شدند. این ذره از یک کوارک افسون و یک پادکوارک افسون ساخته شده است .

" فزونی" دارای مفهوم آماری بیش از پنج انحراف استاندارد است که آستانه معمول برای ادعای یافتن یک ذره جدید است و در پیوند با جرمی است که در آن ذرات تشکیل شده از چهار کوارک افسون پیش‌بینی می شوند.

همانند یافته های پیشین مشخص نیست که این تتراکوارک آیا ذره جدید و یک "تتراکوارک واقعی" است ، یعنی سیستم چهار کوارک محکم به هم پیوند شده اند یا یک جفت ذره با پیوند سست در یک ساختار مولکولی مانند قرار دارند. به هر روی، تتراکاروارک نوین به نظریه پردازان کمک می کند تا مدل های کرومودینامیک کوانتومی و نظریه نیروی قوی را بیازمایند .

منبع خیر:

وبگاه سرن

ترجمه و تهیه خبر: فرشاداشکبوس