W marcu załoga Wielkiego Zderzacza Hadronów ukończyła trwający dwa lata remont. Zainstalowane ulepszenia miały umożliwić instalacji rozpędzanie cząstek do jeszcze wyższych prędkości – i udało się ten cel osiągnąć. W maju protony w badanej wiązce uzyskały niespotykaną wcześniej energię 13 TeV (porównywalną do ok. 65 tysięcy rozpadów jądra uranu 235), czyli o 5 TeV więcej niż wynosił poprzedni rekord.

Już widać, że rozbudowa się opłaciła. Zespół naukowców z LHC ogłosił dzisiaj odkrycie nowej klasy subatomowych cząstek – pentakwarków.

Kwarki to naładowane cząstki elementarne podlegające oddziaływaniom silnym. Z nich właśnie zbudowane są protony i neutrony. Teoria kwarków została po raz pierwszy zaproponowana w 1964 przez amerykańskiego fizyka Murraya Gell-Manna. Odkrycie tych cząstek zmieniło sposób w jaki myślimy o fizyce współczesnej.

Kwarki mogą tworzyć nie tylko nukleony. Protony i neutrony składają się z trzech cząstek elementarnych tego typu. Od lat spekulowano na temat istnienia pentakwarków składających się – jak sama nazwa wskazuje – z pięciu cząstek – czterech kwarków i jednego anty-kwarka. Dziś, po raz pierwszy badacze pracujący nad eksperymentem LHCb odnaleźli dowody na ich istnienie.

Guy Wilkinson z LHCb w oświadczeniu prasowym stwierdził co następuje:

Pentakwark nie jest po prostu kolejną nową cząstką. Ukazuje sposób łączenia się kwarków […] w formę, której nigdy wcześniej nie zaobserwowano podczas 50 lat eksperymentalnych badań. Poznanie jego właściwości pozwoli nam lepiej zrozumieć budowę zwykłej materii, protonów i neutronów, z których wszyscy się składamy.

Zespół naukowców odkrył istnienie pentakwarka poprzez obserwację barionu znanego jako Lambda b. Gdy rozpadał się na trzy dobrze znane (fizykom) cząstki, tj. J-psi, proton i naładowany kaon, naukowcy zauważyli stan przejściowy, podczas którego odnotowano obecność dwóch nieznanych wcześniej cząstek.

1280547776116415045

Jak twierdzi Tomasz Skwarnicki, fizyk z LHCb, naukowcy – wykorzystujący „wielką bazę danych i wspaniałą precyzję detektorów LHC” rozpatrzyli wszystkie możliwości wyjaśnienia zaobserwowanego fenomenu dochodząc do wniosku, że może być wyjaśniony jedynie przez obecność pentakwarka.

Czas wytężonej pracy analitycznej dopiero się rozpoczął – nową cząstkę wciąż trzeba dokładnie przebadać i wyjaśnić mechanizmy, dzięki którym kwarki „trzymają się” razem. Nie jest to co prawda antymateria – którą naukowcy również chcą „zobaczyć” przy użyciu ulepszonego zderzacza – ale odkrycie wciąż można uznać za swego rodzaju przełom.

[źródło i zdjęcia: gizmodo.com]

Kolejny artykuł znajdziesz poniżej