Veliki hadronski sudarač otkrio nikad prije viđene čestice

Veliki hadronski sudarač (LHC) otkrio je čudne, nikad prije viđene čestice u revolucionarnom i važnom otkriću.

Ponovno aktivan i već donosi otkrića

Nedavno je CERN objavio da po prvi put u tri godine aktivira Veliki hadronski sudarač (Large Hadron Collider ili LHC) kako bi pokušao dosegnuti dosad neviđene razine energije. Danas su znanstvenici objavili da su uočili tri nove ‘egzotične’ čestice u novom revolucionarnom otkriću.

Naime, međunarodna kolaboracija LHCb uočila je tri prethodno nepoznate čestice: novu vrstu ‘pentakvarka’ te prvi par novih pentakvarkova uključujući potpuno novu vrstu tetrakvarka. Tri nova egzotična otkrića tako su postali ‘članovi’ rastućeg popisa novih hadrona pronađenih u LHC-u.

Ove kompozitne čestice omogućit će fizičarima da bolje razumiju kako se spajaju kvarkovi. Naime, postoji šest vrsta kvarkova: gornji (u), donji (d), šarmantni (c), strani (s), vršni (t) i dubinski (b) (iako su hrvatski prijevodi pomalo nezgrapni te se puno češće koriste međunarodni engleski oblici pa ćemo ih i mi koristiti – up, down, charm, strange, top, i bottom). Ovi kvarkovi obično se nalaze u skupinama od dva ili tri te tada tvore hadrone, kao što su protoni i neutroni. Međutim, tetrakvarkovi i pentakvarkovi također mogu nastati kada se kombiniraju s četiri, odnosno pet kvarkova.

Egzotični hadroni

Teoretičari su predvidjeli egzotične hadrone prije otprilike šest desetljeća, ali su ih eksperimenti poput LHC uspjeli promatrati tek u posljednjih 20 godina. Donedavno su egzotični hadroni uglavnom bili tetrakvarkovi ili pentakvarkovi, sastavljeni većinom od charm kvarkova i charm antikvarkova, dok su preostala dva ili tri kvarka bili up, down ili strange kvarkovi i antikvarkovi.

No, to se promijenilo u posljednje dvije godine, a LHCb je otkrio egzotične hadrone različitih vrsta. Znanstvenici su tako prije dvije godine otkrila dva tetrakvarka ‘open–charm’ sastavljena od charm antikvarka, up antikvarka, down antikvarka te jedan strange antikvark koji se sastoji od charm antikvarka, up kvarka i down kvarka. Antikvark up i down pronađeni su zajedno u dvostrukom tetrakvarku ‘open-charm’ prošle godine. Čestice koje zovemo ‘open-charm’ ne sadrže ekvivalentne antikvarkove.

Otkriće

Na temelju proučavanja ‘raspada’ negativno nabijenih B mezona, up, down i strange kvark prva su opažena vrsta pentakvarka. Riječ je o prvom pentakvarku sa strange kvarkom. Prema fizici čestica promatranje čestice zahtijeva pet standardnih devijacija da bi bilo statistički značajno, ali ovo otkriće ima nevjerojatnih petnaest standardnih devijacija značajnosti.

Drugo otkriće jest dvostruko električki nabijeni tetrakvarkovi, a otkriven je u zajedničkoj analizi raspada pozitivno nabijenih i neutralnih B mezona. Dvostruko električki nabijen tetrakvark uočen je zajedno sa svojim neutralnim dvojnikom, tetrakvarkom ‘open-charm’ koji se sastoji od charm kvarka, strange antikvarka, up kvarka i down antikvarka. Riječ je o prvom opaženom paru tetrakvarkova sa statističkom značajnošću od šest zarez pet (dvostruko nabijena čestica) i 8 (neutralna čestica).

„Što više analiza provodimo, to više vrsta egzotičnih hadrona nalazimo“, otkrio je Niels Tuning, član istraživačkog tima.

Egzotični hadroni ponekad se opisuju kao par slabo vezanih standardnih hadrona, dok ih drugi modeli opisuju kao pojedinačne čvrsto povezane jedinice kvarka. Bit će potrebno samo vrijeme i daljnja proučavanja egzotičnih hadrona da se utvrdi jesu li oni jedna ili obje vrste čestica.

Veliki hadronski sudarivač ponovno aktivan i u potrazi za tamnom tvari

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr