Új elemi részecskét találtak a CERN-ben

Forrás: Szedlák Ádám

-

Újfajta, öt kvarkból álló egzotikus részecskét figyeltek meg a CERN nagy hadronütköztetőjének (LHC) szakemberei.


„A pentakvark nem egyszerűen egy új részecske” – írta a CERN által kedden közzétett közleményben Guy Wilkinson, a nagy hadronütköztető LHCb-kísérletének vezetője. Az öt kvark nevű elemi részecske ebben a részecskében úgy kapcsolódik össze, ahogyan eddig még soha nem sikerült megfigyelni a részecskefizikai kísérletek elmúlt több mint öt évtizedében. A kutatók már a kétezres évek elején megtalálni vélték a pentakvarkokat, de végül a kísérleti eredmények nem voltak elég meggyőzők.


Vagy így néz ki a pentakvark...


Az anyag összetételéről szóló ismereteket 1964-ben forradalmasította Murray Gell-Mann, munkájáért 1969-ben Nobel-díjat kapott. Az amerikai tudós feltételezte, hogy a barionok – amelyek csoportjába a protonok és a neutronok is tartoznak – három kvarkból állnak, míg a mezonok kvark-antikvark párokból.

A kvarkmodell szerint egyéb állapotok is előfordulhatnak, ilyen a pentakvark, amely négy kvarkból és egy antikvarkból áll. A pentakvarkok létezésére azonban mindeddig nem találtak perdöntő bizonyítékot – áll a CERN közleményében.


...vagy így. És persze sokkal kisebb.


Az LHCb kutatói a Lambda b nevű barion más részecskékre való lebomlását figyelték meg a detektorban. A vizsgálatból kiderült, hogy a folyamat során olykor köztes állapotok is fennálltak, ezeket a szakemberek Pc(4450)+ és Pc(4380)+ állapotoknak nevezték el. „Minden lehetőséget megvizsgáltunk ezekre a jelekre vonatkozóan, és végül arra jutottunk, hogy kizárólag pentakvarkállapotokként magyarázhatók” – mondta Tomasz Skwarnicki, az LHCb fizikusa. A Syracuse-i Egyetem kutatója szerint a megfigyelt pentakvark két u-, egy-d-, egy c-kvarkból és egy anti-c-kvarkból állt.


Kvarkból a képen látható hat fajta van, és ezeken kívül is vannak még elemi részecskék


Az áprilisban újraindított nagy hadronütköztető az elmúlt két évben átfogó modernizáláson esett át, jelentősen nagyobb energiaszintű ütközéseket tud létrehozni. A tudósok ettől a többi közt azt remélik, hogy az ütközések nyomán bizonyítékot találnak a sötét anyag létezésére, és információkat szereznek annak összetételéről. A pentakvarkot azonban még nem a feltuningolt LHC-vel fogták meg az LHCb tudósai. A publikációban felhasznált adatokat 2009 és 2012 között gyűjtötték – írja a The Verge.


Valami mást tanulmányoztunk akkor, ezért elsőre figyelmen kívül hagytuk. Történeti okok miatt nagyon kísértett minket a pentakvark szó, ezért minden létező ellenőrzést elvégeztünk.

Sheldon Stone, fizikus


A következő feladat annak megfigyelése lesz, hogy a kvarkok miként kapcsolódnak egymáshoz a pentakvarkon belül. „Lehet, hogy szorosan, de lehet, hogy lazán, egyfajta mezon-barion molekulát alkotva” – mondta Li Ming-csang, az LHCb kutatója.