Fyzici objevují nový Tetraquark

Nová elementární částice se skládá ze čtyř různých kvarků

Nový Tetraquark se skládá ze čtyř různých typů kvarků - něco, co jste nikdy předtím neznali. © Fermilab
číst nahlas

Překvapivé zjištění: Fyzici poprvé objevili elementární částici, která se skládá ze čtyř různých kvarků. Všechny dříve známé tetraquarky vždy obsahovaly alespoň dva kvarky stejné odrůdy. Jak přesně je tato krátkotrvající částice konstruována přesně - ať už ze čtyř úzce nahromaděných kvarků nebo ze dvou párů - je stále nejasná. Jeho objev však vrhá nové světlo na základní složky hmoty.

Kvarky jsou základní stavební kameny hmoty tvořené všemi atomovými jádry a mnoha dalšími částicemi. Normálně se šest Quarkových druhů kombinuje s trojitými kombinacemi, jako v atomových jednotkách proton a neutron, ale s nestabilními kombinacemi dvou. V posledních letech však fyzikové v urychlovačích částic také vytvořili krátkodobě částice čtyř kvarků, pěti kvarků a dokonce šesti kvarků.

Všechny dříve známé čtyři kombinace kvarků, tzv. Tetraquark, však měly jednu věc společnou: vždy obsahovaly alespoň dva kvarky stejné odrůdy. Fyzici nyní zjistili, že tomu tak není vždy u údajů z dzerovského experimentu tevatronového urychlovače ve Fermilabu v USA. Protože nyní poprvé objevili tetraquark čtyř různých odrůd kvarku.

Signál prozradí neznámý Tetraquark

Když fyzikové poprvé v létě 2015 zaznamenali sdělovací signál neznámé částice při 5 568 megaelektronových voltech (MeV), byli překvapeni: „Nejdřív jsme si nemysleli, že by to mohla být nová částice, “ vysvětluje DZero. Řečník Dmitrij Denisov. "Teprve po několikanásobném přezkoumání výsledků jsme začali věřit, že signál lze vysvětlit částicí, nikoli procesy na pozadí nebo chyby měření."

Ačkoli experiment DZero a Tevatron od roku 2011 neproběhl, vyhodnocení údajů není zdaleka kompletní. © Fermilab

Překvapení bylo o to větší, když bylo zřejmé, že pokřtěné částice X (5568) také obsahovaly čtyři různé typy kvarku. Vědci zjistili, že tetraquark obsahuje kvarky odrůd Up, Down, Strange a Bottom. Naproti tomu alespoň jedna odrůda kvarku byla vždy přítomna dvakrát ve všech dříve známých tetraquarkech. zobrazit

Paušální nebo dva páry?

"Další otázkou bude, jak jsou tyto čtyři kvarky spojeny v této částici, " říká spoluřešitel Paul Grannis. "Mohlo by to být všechno shluknuto do těsného kusu, ale mohly by také tvořit dva páry těsně spojených kvarků, které jsou volně spojeny s druhým párem."

Fyzici doufají, že na tuto otázku budou schopni odpovědět analýzou rozpadových vzorců a rotací tohoto nového tetraquarku. Jejich výsledky by pak mohly poskytnout lepší vhled do toho, jak tyto základní stavební kameny hmoty spolu vzájemně působí. "Objev jiného jedinečného člena rodiny Tetraquarků pomůže těmto částicím lépe porozumět, " řekl ředitel Fermilab Nigel Lockyer.

(Fermilab, 29.02.2016 - NPO)