Gotowi na szybką dawkę fizyki na poziomie, którego trudno szukać na nieścisłych kierunkach? W tej dziedzinie doszło niedawno do przełomu, kiedy to dokonano pierwszych pomiarów odkrytej w 1974 roku cząsteczki czarmonium, czyli mezonu zawierającego zarówno antykwark powabny, jak i kwark.
Czytaj też: Radio aksjonowe pomoże w znalezieniu ciemnej materii
Kwarki są jedną z podstawowych części całej materii. Są to cząsteczki, które łączą się, tworząc tak zwane hadrony – niektóre z tych to protony i neutrony – podstawowe składniki jąder atomowych. Badając fotony w celu lepszego zrozumienia kwarków, naukowcy z Florida State University zapisali się właśnie na kartach historii, dokonując pomiarów wspomnianego czarmonium, cząsteczki subatomowej, która powstaje z energii w zderzeniach foton-proton.
Zarówno kwarki, jak i fotony są cząsteczkami elementarnymi (subatomowymi), więc nie mają żadnej podstruktury, podczas gdy protony są cząsteczkami złożonymi, co oznacza, że są narażone na działanie dwóch lub więcej cząstek elementarnych. Naukowcy chcieli więc, aby fotony zderzyły się z protonem, aby dowiedzieć się, jak działają. Jak wspominał Sean Dobbs, jeden z badaczy:
Naprawdę fajnie jest to zobaczyć. To otwiera nową granicę fizyki.
Do eksperymentu, porównywanego przez zespół do „stłuczki samochodowej” wykorzystano spektrometr GlueX w Thomas Jefferson National Accelerator Facility w Wirginii. Zespół wygenerował wiązkę fotonów w spektrometrze, a następnie ta przepłynęła przez pojemnik z ciekłym wodorem i zareagowała z protonami w ich jądrach.
Chociaż naukowcy nie byli w stanie uchwycić tych drobnych reakcji i kolizji, jakie miały miejsce, spojrzeli na efekt z drugiej strony. Ustalili, co się wydarzyło, gdy wiązka przeszła przez pojemnik z wodorem i przyjrzeli się procesowi powstawania innych subatomowych cząstek zawierających kwarki. Znaleźli więcej cząstek czarmonium, niż się spodziewali, a ponadto nie zauważyli wcześniej odkrytych cząstek „pentakwarek”.
Czytaj też: Bakteria cholery może ukraść do 150 genów za jednym razem
Źródło: Popular Mechanics
