Potwierdzono istnienie trzeciego, zupełnie nowego rodzaju hadronów. Naukowcy nazwali je egzotycznymi. To efekt badań trwających kilka lat, bowiem cząstki te zostały odkryte już w 2007 roku.
Dotychczas naukowcy przyjmowali, że istnieją dwa rodzajów hadronów: bariony (składające się z trzech kwarków) oraz mezony (zbudowane z dwóch kwarków). Klasyfikacja ta niedawno została zakwestionowana przez naukowców z Uniwersytetu Syracuse (USA), którzy potwierdzili istnienie trzeciego rodzaju hadronów, który nazwano egzotycznymi.
Odkryte siedem lat temu
Hadrony egzotyczne (cząsteczka Z(4430)) zostały po raz pierwszy zauważone w 2007 roku przez naukowców z projektu Belle w japońskim akceleratorze KEK. Niestety wtedy nie udało się potwierdzić ich istnienia. Wielu ekspertów twierdziło, że analiza naukowców z Belle była naiwna i prowadziła do nieuzasadnionych wniosków. W rezultacie wielu fizyków doszło do wniosku, że nie można udowodnić istnienia tej egzotycznej cząstki mimo, że od tego czasu można było je zaobserwować.
Czym są hadrony?
Istnienie egzotycznych hadronów potwierdził międzynarodowy zespół ekspertów (BaBar) przy wykorzystaniu detektora LHCb, który znajduje się w europejskim centrum badawczym CERN. Nazwa eksperymentu (LHCb) pochodzi od kwarków b. Kwarki to twarde obiekty o charakterze punktowym, które znajdują się w jądrze atomu. Kiedy łączą się w potrójne cząstki, tworzą bariony (najczęściej występujące w postaci protonów).
Czasami jednak kwarki oddziałują z odpowiednimi antycząsteczkami, które mają taką samą masę, ale przeciwne ładunki. W efekcie tworzą się mezony. Mezony, bariony i inne cząsteczki, które biorą udział w silnych oddziaływaniach, to właśnie hadrony.
Model, który nie był znany
W eksperymencie naukowcy skupili się właśnie na detekcji kwarków. Podczas zderzeń protonów, przy użyciu ogromnej energii, rozbijali je na części składowe, czyli właśnie na kwarki. Dzięki temu możliwa była dokładna analiza powstałych elementów.
W ten sposób udało się odkryć model kwarka, który jak podkreślają naukowcy "dotąd nie był nikomu znany".
- Potwierdziliśmy wcześniejsze obserwacje egzotycznego bytu, czegoś, co wygląda jak cząsteczka składająca się z dwóch kwarków i dwóch antykwarków. Badanie pokazało, że cząsteczki te istnieją naprawdę - wyjaśnił prof. Tomasz Skwarnicki, który prowadził eksperyment.
Według twórców badania, ich eksperyment jest decydującym dowodem.
- Wspaniale jest udowodnić istnienie czegoś, o czym dawno myśleliśmy, że istnieje - podsumowali naukowcy.
Autor: kt/map / Źródło: science daily
Źródło zdjęcia głównego: CERN