Fyzici objevují nové subatomické částice

Náhoda v pekingském akcelerátoru vrhá nové světlo na známého R tselteilchen

Detektor BES-III v Pekingském institutu fyziky vysokých energií © Ústav fyziky vysokých energií (IHEP)
číst nahlas

Mezinárodní výzkumný tým objevil novou částici. Subatomická částice s názvem Zc (3900) má hmotnost přibližně stejnou jako jádro hélia a má životnost pouze 10 - 23 sekund, nebo zlomky miliardtiny mikrosekundy. Detekce částice vrhá nové světlo na celou skupinu subatomických částic, které byly dosud prozkoumány pouze částečně a přispívá k objasnění jejich složení. Částice byla detekována na elektron-pozitronovém urychlovači BEPC-II v Pekingu.

Částice byla objevena náhodou. Protože vědci, kteří experiment provedli na konci prosince 2012 na detektoru BES-III detektoru elektron-pozitronového urychlovače, chtěli pouze podrobněji prozkoumat další, již známou částici. Tato částice s kryptickým názvem Y (4260) byla objevena v roce 2005 v SLAC National Laboratory v Stanfordu v Kalifornii. Mohl by patřit do třídy subatomových částic zvaných psi. Skládají se z kvarku kouzla a kvarku proti kouzlu. Kvarky jsou elementární částice, které se vyskytují v šesti variantách a tvoří spolu s jiným typem částic základní stavební kameny naší hmoty. Ale předpoklad vědců měl zásadní úlovek: Hmotnost Y (4260) částice neodpovídá běžným předpovědím pro spektrum takových psi částic.

Překvapivý rozpad částice skládačky

Protože pekingský urychlovač je obzvláště vhodný pro vytvoření této částice, začali vědci experimentovat tam, aby ji podrobněji studovali. Ve skutečnosti byli schopni detekovat tuto již známou částici ve větším počtu již dva týdny po zahájení měření. Překvapivě a zcela neočekávaně však objevili, že Y (4260) se rozkládá na možná ještě tajemnější částici - Zc (3900). Toto má elektrický náboj na rozdíl od Y (4260).

Ale to také dává jaderným fyzikům rozhodující vodítko k povaze počáteční částice. „To jasně dokazuje, že se musí jednat o vázaný stát, který nespočívá výhradně v půvabných a protiharmových kvarkách, “ vysvětluje Achim Denig z Ústavu jaderné fyziky na univerzitě Johannes Gutenberg University Mainz. Podle vědců by tedy Y (4260) mohla být nová, dosud nepochybně potvrzená, forma vázané hmoty zvaná stav čtyř kvarků. Kromě kouzla a kvarku proti kouzlu má částice ještě dvě složky kvarku. Takový čtyřkvarkový stav je teoreticky možný v teorii kvantové chromodynamiky.

Čtyři kvarky místo dvou?

„Ve skutečnosti by byl čtyřkvarkovým stavem možné vysvětlení pro nyní nalezenou částici Zc (3900).“ Aby bylo možné získat hlubší částice prostřednictvím nových experimentálních nálezů Abychom získali přehled o vlastnostech silné jaderné síly, musí být nyní provedeny přesné teoretické předpovědi pro masy Zc ​​(3900) a Y (4260) a jejich příbuzné. Na základě nových zjištění bude specializované vyšetřování částic Y (4260) a Zc (3900) v Pekingu prodlouženo o další dva měsíce. „To nám umožní nový pohled na tyto velmi zajímavé výsledky. Budeme se intenzivně účastnit Mainzu, “říká Denig. zobrazit

Experiment BES III provádí přibližně 350 fyziků z 50 institucí v 11 zemích. Kromě Číny jsou do tohoto projektu fyziky hadronů a částic zapojeny také USA, Německo a další evropské a asijské země.

(University Mainz, 27.03.2013 - NPO)