Τρίτη, 14 Ιουλίου 2015

Pentaquarks: Aνακάλυψη νέας κατηγορίας σωματιδίων στον LHC

pentaquark layout
Πιθανές διατάξεις του εσωτερικού του σωματιδίου pentaquark. Το pentaquark μπορεί να συντίθεται από 5 quarks ισχυρά συνδεδεμένα (αριστερά). Μπορεί επίσης να είναι συναρμολογημένο από 1 μεσόνιο (quark-antiquark) και 1 βαρυόνιο (3 quarks), ασθενώς συνδεδεμένα (δεξιά).
Image Credit: Daniel Dominguez


Το πείραμα LHCb στον Large Hadron Collider του CERN, ανέφερε την ανακάλυψη μίας νέας κατηγορίας σωματιδίων γνωστών ως pentaquarks. Η συνεργασία υπέβαλε χθες paper με τα ευρήματα στο περιοδικό Physical Review Letters.

Το pentaquark δεν είναι απλώς ένα οποιοδήποτε νέο σωματίδιο

δήλωσε ο εκπρόσωπος του πειράματος LHCb Guy Wilkinson. Συνεχίζοντας πρόσθεσε πως το pentaquark αντιπροσωπεύει έναν τρόπο συναθροισμού των quarks, (των δομικών δηλαδή λίθων των συνήθων νουκλεονίων -πρωτονίων και νετρονίων-) κατά πρότυπο που ποτέ δεν είχε παρατηρηθεί πειραματικά, στις έρευνες των προηγούμενων 50 ετών. Η μελέτη των ιδιοτήτων του ίσως μας επιτρέψει την καλύτερη κατανόηση της δομής της συνήθους ύλης που μεταφράζεται στα πρωτόνια και νετρόνια που την/μας απαρτίζουν.

Η επανάσταση στην κατανόησή μας γύρω από τη δομή της ύλης, συνέβη το 1964, όταν ο Αμερικανός φυσικός Murray Gell-Mann πρότεινε πως για την κατηγορία των βαρυονίων (baryons), δηλαδή την κατηγορία σωματιδίων στα οποία υπάγονται τα πρωτόνια και τα νετρόνια, κάθε σωματίδιο αποτελείται από 3 δομικές υπομονάδες που φέρουν φορτίο κλασματικό ως προς αυτό του ηλεκτρονίου. Τα εν λόγω αντικείμενα καλούνται quarks, ενώ όταν συναντώνται σε ζεύγη με τα αντίστοιχα αντικείμενα αντιύλης τους - τα antiquarks -, συνθέτουν μία άλλη κατηγορία σωματιδίων που καλούνται μεσόνια (mesons: quark-antiquark pairs). Για την παραπάνω εργασία του ο Murray Gell-Mann τιμήθηκε με το βραβείο Nobel Φυσικής το 1969. Το εν λόγω μοντέλο επίσης επιτρέπει την ύπαρξη σύνθετων καταστάσεων quarks, όπως εν προκειμένω τα pentaquarks που αποτελούνται από 4 quarks και 1 antiquark.

Προηγούμενα πειράματα με αντικείμενο έρευνας την παρατήρηση των pentaquarks, αποδείχτηκαν μη αποτελεσματικά. Το LHCb όμως διαφοροποιήθηκε από τα υπόλοιπα πειράματα, αντιμετωπίζοντας την διαδικασία αναζήτησης υπό πολλαπλές προοπτικές (πολυεπίπεδα). Η σύγκλιση των προοπτικών αυτών στο κοινό συμπέρασμα έχρισε το πείραμα επιτυχές. Πιο παραστατικά, ενώ οι προηγούμενες έρευνες αποσκοπούσαν στον εντοπισμό μίας σιλουέτας στο σκοτάδι, το πείραμα LHCb πραγματοποιήθηκε υπό συνθήκες φωτισμού και υπό όλες τις γωνίες. Επόμενο στάδιο της ανάλυσης, είναι η μελέτη του τρόπου σύνδεσης των quarks εντός των pentaquarks.

Για περισσότερα σχετικά με τα pentaquarks:
Full Press Release
LHCb article

Πηγή: CERN


About the Author

Κώστας Παπαδόπουλος

Administrator

Απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών, Web Developer και Blogger

 
Φυσική Επιστήμη - Physics Mag © 2015 - Designed by Templateism.com
Επικοινωνία: info@physicsmag.com