Οι επιτυχίες συνεχίζουν να προέρχονται από το εργαστήριο Fermi National Accelerator του Υπουργείου Ενέργειας. Μέχρι στιγμής αυτό το μήνα, το εργαστήριο έχει ανακοινώσει την ανακάλυψη ενός σπάνιου ενιαίου κορυφαίου κουάρκ και στη συνέχεια μείωσε το κενό - δύο φορές, στην πραγματικότητα - για τη μάζα του αόριστου σωματιδίου Higgs Boson, ή του "God particle", που πιστεύεται ότι δίνει όλα τα άλλα σωματίδια τη μάζα τους.
Τώρα, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα νέο, εντελώς μη θεωρητικό σωματίδιο που προκαλεί αυτό που οι φυσικοί πίστευαν ότι γνώριζαν για το πώς τα κουάρκ συνδυάζονται για να σχηματίσουν την ύλη. Το αποκαλούν Y (4140), αντανακλώντας τη μετρούμενη μάζα των 4140 Mega-electron volt.
«Πρέπει να προσπαθεί να μας πει κάτι», δήλωσε ο Jacobo Konigsberg του Πανεπιστημίου της Φλόριντα, εκπρόσωπος της ομάδας ανιχνευτών σύγκρουσης του Fermilab. "Μέχρι στιγμής, δεν είμαστε σίγουροι τι είναι αυτό, αλλά είμαστε σίγουροι ότι θα συνεχίσουμε να ακούμε."
Έχει σημασία όπως γνωρίζουμε ότι περιλαμβάνει δομικά στοιχεία που ονομάζονται κουάρκ. Τα κουάρκ ταιριάζουν μαζί με διάφορους καθιερωμένους τρόπους για την κατασκευή άλλων σωματιδίων: μεσόνια, φτιαγμένα από ζεύγος κουάρκ-αντικαράρ και βαρυόνια, κατασκευασμένα από τρία κουάρκ.
Αλλά πρόσφατα, οι συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων στο SLAC National Accelerator Laboratory και το ιαπωνικό εργαστήριο KEK αποκάλυψαν παραδείγματα σύνθετων δομών κουάρκ - που ονομάστηκανΧ καιΓσωματίδια - που δεν είναι τα συνηθισμένα μεσόνια και βαρυόνια. Και τώρα, η συνεργασία Collider Detector στο Fermilab (CDF) βρήκε στοιχεία για το σωματίδιο Y (4140).
Το σωματίδιο Υ (4140) αποσυντίθεται σε ένα ζευγάρι άλλων σωματιδίων, το J / psi και το phi, υποδηλώνοντας στους φυσικούς ότι μπορεί να είναι μια σύνθεση γοητείας και αντιχαρικών κουάρκ. Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά αυτής της φθοράς δεν ταιριάζουν με τις συμβατικές προσδοκίες για ένα τέτοιο μακιγιάζ. Άλλες πιθανές ερμηνείες πέρα από μια απλή δομή quark-antiquark είναι υβριδικά σωματίδια που περιέχουν επίσης γλουόνια ή ακόμη και συνδυασμούς τεσσάρων κουάρκ.
Οι επιστήμονες του Fermilab παρατήρησαν σωματίδια Υ (4140) στην αποσύνθεση ενός πολύ πιο συχνά παραγόμενου σωματιδίου που περιέχει ένα κάτω κουάρκ, που ονομάζεται μεσόνιο Β +. Κοσκινίζοντας τρισεκατομμύρια συγκρούσεις πρωτονίων-αντιπρωτονίων από το Tevatron του Fermilab, εντόπισαν μια μικρή δειγματοληψία μεσονίων B + που αποσυντέθηκαν σε ένα απροσδόκητο μοτίβο. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι τα μεσόνια Β + αποσυντέθηκαν στο Υ (4140).
Το σωματίδιο Y (4140) είναι το νεότερο μέλος μιας οικογένειας σωματιδίων με παρόμοια ασυνήθιστα χαρακτηριστικά που παρατηρήθηκαν τα τελευταία χρόνια από τους πειραματιστές στο Fermilab's Tevatron καθώς και στο KEK και το εργαστήριο SLAC, το οποίο λειτουργεί στο Στάνφορντ μέσω συνεργασίας με τις ΗΠΑ Τμήμα Ενέργειας.
«Συγχαίρουμε το CDF για τα πρώτα στοιχεία για μια νέα απροσδόκητη κατάσταση Υ που αποσυντίθεται σε J / psi και phi», δήλωσε ο ιαπωνικός φυσικός Masanori Yamauchi, εκπρόσωπος του ΚΕΚ. «Αυτή η κατάσταση μπορεί να σχετίζεται με την κατάσταση Υ (3940) που ανακαλύφθηκε από τον Belle και μπορεί να είναι ένα άλλο παράδειγμα εξωτικού αδρονίου που περιέχει γοητευτικά κουάρκ. Θα προσπαθήσουμε να επιβεβαιώσουμε αυτήν την κατάσταση στα δικά μας δεδομένα Belle. "
Οι θεωρητικοί φυσικοί προσπαθούν να αποκωδικοποιήσουν την πραγματική φύση αυτών των εξωτικών συνδυασμών κουάρκ που δεν εμπίπτουν στην τρέχουσα κατανόησή μας για τα μεσόνια και τα βαρυόνια. Εν τω μεταξύ, οι πειραματιστές συνεχίζουν ευτυχώς να αναζητούν περισσότερα τέτοια σωματίδια.
«Βασιζόμαστε στη γνώση μας κομμάτι κομμάτι», δήλωσε ο εκπρόσωπος της Fermilab Rob Roser, «και με αρκετά κομμάτια, θα καταλάβουμε πώς ταιριάζει αυτό το παζλ».
Η παρατήρηση Υ (4140) είναι το αντικείμενο ενός άρθρου που υπέβαλε ο CDF στο Επιστολές φυσικής αναθεώρησης αυτή την εβδομάδα. Εκτός από την ανακοίνωση του Y (4140), η συνεργασία πειράματος CDF παρουσιάζει περισσότερα από 40 νέα αποτελέσματα στη Διάσκεψη Moriond για την Κβαντική Χρωμοδυναμική στην Ευρώπη αυτή την εβδομάδα, συμπεριλαμβανομένης της ανακάλυψης της παραγωγής ηλεκτρικού ψησίματος top-quark και ενός νέου ορίου για το Higgs boson, σε συναυλία με πειραματιστές από τη συνεργασία του Fermilab στο DZero.
Πηγή: Fermilab
