Ανιχνεύθηκε ένα διπλά γοητευτικό βαρυόνιο

Posted on 06/07/2017

0


Το νέο σωματίδιο περιέχει δυο γοητευτικά και ένα άνω κουάρκ

Στο συνέδριο φυσικής υψηλών ενεργειών [European Physical Society Conference on High Energy Physics] που πραγματοποιείται στην Βενετία ανακοινώθηκε η παρατήρηση του \Xi^{++}_{cc} ενός νέου σωματιδίου που περιέχει δυο γοητευτικά κουάρκ και ένα άνω κουάρκ. Η ύπαρξη αυτού του σωματιδίου από την οικογένεια των βαρυονίων αναμενόταν από τις τρέχουσες θεωρίες, αλλά οι φυσικοί έψαχναν για τέτοια βαρυόνια με δυο βαριά κουάρκ εδώ και πολλά χρόνια. Η μάζα του νέου σωματιδίου είναι περίπου 3621 MeV και είναι τέσσερις φορές βαρύτερο από το πιο γνωστό βαρυόνιο, το πρωτόνιο, μια ιδιότητα που οφείλεται στα δυο γοητευτικά κουάρκ που περιέχει. Είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύεται ξεκάθαρα ένα τέτοιο σωματίδιο.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια που περιέχονται σε όλους τους ατομικούς πυρήνες αποτελούνται από τρία κουάρκ – το πρωτόνιο αποτελείται από δυο άνω κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ, ενώ το νετρόνιο από δυο κάτω κουάρκ και ένα άνω κουάρκ. Αλλά υπάρχουν έξι τύποι κουάρκ, συνδυασμοί των οποίων θα μπορούσαν θεωρητικά να σχηματίσουν άλλα είδη βαρυονίων. Τα βαρυόνια που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα αποτελούνται από το πολύ ένα βαρύ κουάρκ.

Οι φυσικοί περίμεναν την ύπαρξη αυτού του σωματιδίου, αλλά μέχρι σήμερα δεν είχαν καταφέρει να το ανιχνεύσουν (κλικ πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση) https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_baryons

Η ανίχνευση του βαρυονίου με δύο βαριά κουάρκ είναι πολύ σηματική διότι θα βοηθήσει στην περαιτέρω διερεύνηση της κβαντικής χρωμοδυναμικής, της θεωρίας που περιγράφει την ισχυρή αλληλεπίδραση, μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης. Η μελέτη αυτών των σωματιδίων θα συμβάλλει στην βελτίωση της προβλεπτικής δυνατότητας των θεωριών μας.

Σε αντίθεση με τα άλλα βαρυόνια, όπου τα τρία κουάρκ στο εσωτερικό τους εκτελούν έναν περίπλοκο χορό το ένα γύρω από το άλλο, ένα διπλά βαρύ βαρυόνιο αναμένεται να δρα σαν ένα πλανητικό σύστημα, όπου τα δυο βαριά γοητευτικά κουάρκ παίζουν τον ρόλο ενός διπλού άστρου, περιφερόμενα το ένα γύρω από το άλλο, ενώ το ελαφρύτερο άνω κουάρκ θα περιφέρεται γύρω από το δυαδικό σύστημα.

Η μάζα του νέου σωματιδίου είναι περίπου 3621 MeV

Η μέτρηση των ιδιοτήτων του \Xi^{++}_{cc}  θα βοηθήσει στην κατανόηση της συμπεριφοράς του συστήματος που αποτελείται από δυο βαριά και ένα ελαφρύ κουάρκ.

Σημαντικές πληροφορίες μπορούν να προκύψουν από την ακριβή μέτρηση των μηχανισμών παραγωγής και διάσπασης, αλλά και του χρόνου ζωής του νέου σωματιδίου.

Το νέο βαρυόνιο ανιχνεύθηκε εξαιτίας των μοναδικών δυνατοτήτων του πειράματος LHCb, το οποίο μπορεί να ταυτοποιήσει τα προϊόντα διάσπασης σωματιδίων με εξαιρετική απόδοση.

Το \Xi^{++}_{cc} ταυτοποιήθηκε διαμέσου της διάσπασής του προς το ελαφρύτερο βαρυόνιο \Lambda^{+}_{c}  και τα τρία ελαφρά μεσόνια K¯, π+ και π+.

Η παρατήρηση του \Xi^{++}_{cc} αυξάνει τις προσδοκίες ανίχνευσης κι άλλων εκπροσώπων της οικογένειας των βαρυονίων με δυο βαριά κουάρκ.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: The LHCb experiment is charmed to announce observation of a new particle with two heavy quarks 

Ετικέτα: