Οι ιδιότητες ενός γοητευτικού βαρυονίου

Ερευνητές στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων μέτρησαν το σπιν και και την ομοτιμία ενός σωματιδίου που περιέχει ένα γοητευτικό κουάρκ, αναδεικνύοντας ένα νέο τρόπο ελέγχου θεωρητικών μοντέλων.

Με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν μεταξύ 2016 και 2018, ερευνητές του πειράματος LHCb στο CERN μέτρησαν μια θεμελιώδη ιδιότητα ενός βραχύβιου σωματιδίου που είναι γνωστό ως βαρυόνιο \Xi_{c}^{+(0)} , ή για συντομία Ξc. Η μέτρηση παρέχει έναν τρόπο ελέγχου θεωρητικών προβλέψεων που γίνονται χρησιμοποιώντας την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD), την θεωρία που περιγράφει πώς αλληλεπιδρούν τα κουάρκ διαμέσου της ισχυρής δύναμης.

Ένα βαρυόνιο Ξ συνίσταται από δύο παράξενα κουάρκ και ένα πάνω ή κάτω κουάρκ. Το βαρυόνιο Ξc είναι μια παραλλαγή στην οποία το παράξενο κουάρκ αντικαθίσταται από το βαρύτερο γοητευτικό κουάρκ. Αυτά τα γοητευτικά βαρυόνια παράγονται έμμεσα από τις συγκρούσεις πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, αλλά ζουν μόνο για ένα ελάχιστο μικρό χρονικό διάστημα, καθιστώντας τις ιδιότητές τους δύσκολο να μετρηθούν. Οι φυσικοί μελετώντας τις ορμές των τελικών προϊόντων διάσπασης του βαρυονίου Ξc ανακατασκεύασαν την πλήρη αλυσίδα της διάσπασής του. Αυτές οι πληροφορίες τους οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι το σπιν και η ομοτιμία της διεγερμένης κατάστασης είναι J^{P}_{\Xi_{c}^{+}}=3/2^{+} – δύο ιδιότητες που σχετίζονται με την στροφορμή και την συμπεριφορά στην κατοπτρική ανάκλαση. Συνήγαγαν επίσης ένα σπάσιμο συμμετρίας (παραβίαση oμοτιμίας) σε μία από τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων.

Γνωρίζοντας τέτοιες λεπτομέρειες για τη συγκεκριμένη διέγερση του βαρυονίου Ξc οι φυσικοί κατανοούν καλύτερα την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD). Οι υπολογισμοί στα πλαίσια της QCD είναι δύσκολοι, καθώς η θεωρία των διαταραχών – μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος υπολογισμού – δεν λειτουργεί για προβλήματα QCD σε κλίμακες χαμηλών ενεργειών. Εκεί οι ερευνητές χρησιμοποιούν συχνά κάποια προσεγγιστικά μοντέλα που ονομάζονται effective models. Σωματίδια όπως το βαρυόνιο Ξc , στο οποίο τα συστατικά κουάρκ έχουν πολύ διαφορετικές μάζες, προσφέρουν ένα μοναδικό μέσο για την αξιολόγηση των προβλέψεων αυτών των μοντέλων.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v18/s16



Κατηγορίες:ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ, LHC

Ετικέτες: ,

Σχολιάστε

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.