Rohkem kui kolm aastat pärast kunagi varem nähtud subatomaatilise osakese avastamist teavad füüsikud nüüd, kuidas need osakesed - viisnurgad - kokku pannakse.
Uus uurimistöö paljastab kolm täiesti uut tüüpi viisnurka ja näitab, et need kõik on valmistatud kahest komponendist: üks kolme kvarki klaster, mida nimetatakse barooniks, ja teine kvarki ja antiikmargi paar, mida nimetatakse mesoniks.
"Saime palju krõbedama pildi ja ütlesime:" Oh jumal, selles on asju, mida me pole tegelikult ette kujutanud, "" ütles uuringu juht Tomasz Skwarnicki, New Yorgi osariigi Syracuse ülikooli füüsik.
Subatomiline struktuur
Kvargid on subatomilised osakesed, mida on kuut tüüpi (üles, alla, kummaliselt, võlu, alt ja ülalt). Need on prootonite ja neutronite ehitusplokid, mis on valmistatud kolmest kvarkist tükk. Neid kolme kvargi osakesi tuntakse ka kui barjoneid. Teine oluline osakeste tüüp on meson; need kõik koosnevad kvargist ja antiikkärust. Antikvargad on kvarkide veidrad antimaterjalist nõod.
1960. aastatel, kui füüsikud teoretiseerisid esimest korda kõiki neid kvarke, mõistsid nad, et pole põhjust mitte lasta neljast või viiest kvarkist koosnevaid osakesi, rääkis Skwarnicki Live Science'ile. Kuid viie kvargi osakeste ega viisnurkade kohta ei olnud eksperimentaalseid tõendeid - see oli kuni 2015. aastani, kui Skwarnicki ja tema kolleegid avastasid objektid osakeste hulgast, mis tekitati kokkupõrgete tagajärjel Genfis asuvas suure hadronite põrkeseadmes.
Sel ajal olid Skwarnicki sõnul andmed pisut hägused. Pärast seda on teadlased suurendanud nende viisnurkade kohta käivate andmete arvu üheksa korda. See tõi kaasa palju teravama pildi, ütles Skwarnicki.
Kvarkide pallid
Esimese asjana avastasid teadlased, et LHC osakeste hulgas on kolm eraldi viis viis sammu kolme ainulaadse massiga. Üks oli varem märkamatu. Kaks muud olid 2015. aasta uuringus osakeste massispektris ilmnenud ühe teravikuna, kuid nüüd on need nähtavad kahe eraldi osakesena, millel on eraldi massid.
Mis kõige tähtsam - uued andmed näitavad nende viisnurkade sisestruktuure. Varem ei olnud Skwarnicki sõnul selge, kuidas viis kvarki viisnurga sees paigutati. Kas nad kõik suhtlesid omavahel? Või olid selle asemel kaks klastrit - üks kolme kvarki baroonon ja mesoon (kvarki ja antiikargi osake), mis vastastikku toimisid?
Uutest andmetest selgub, et tegemist on viimase juhtumiga. Lähtuvalt sellest, kuidas kvargid lagunevad - nad on ebastabiilsed ja eksisteerivad vaid lühidalt enne nende konfiguratsiooni muutmist - peavad need olema valmistatud interakteeruvatest baroonidest ja mesoonidest, ütles Skwarnicki. Pentakvaarid koosnevad sarmikvarjest, võluvastasest kvarkist, kahest ülespoole kvargist ja ühest allapoole kvarkist. Neil on erinev mass, kuna kvargid eksisteerivad erinevates kvantseisundites.
"Uute tähelepanekute tähtsus on see, et need osutavad nüüd ühes selges suunas," ütles ta. Iga viisnurk koosneb barüoonist, mille sees on kolm kvarki, ja mesoonist, mille sees on kvark ja antikvark.
"See on nagu kaks eraldi kvarki kuuli, mis kleepuvad üksteise külge," sõnas Skwarnicki.
Skwarnicki tutvustas tulemusi 26. märtsil Itaalias La Thuile's toimuval füüsikakonverentsil Rencontres de Moriond. Skwarnicki ütles, et teadlased plaanivad oma järelduste kinnitamiseks täiendavaid mõõtmisi teha ja nad kavatsevad otsida rohkem viisnurkseid kokkuleppeid.
"Olen tegelikult kindel, et tulevikus näeme neid pentaquark-tüüpi osakesi rohkem," ütles ta.
