2015 yılında ikinci operasyona başlamasından bu yana, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı bazı ilginç şeyler yapıyor. Örneğin, 2016'dan başlayarak, CERN'deki araştırmacılar Çarpıştırıcıyı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı güzellik deneyi (LHCb) yapmak için kullanmaya başladılar. Bu araştırma, Big Bang'den sonra neler olduğunu belirlemeye çalışıyor, böylece madde hayatta kalabildi ve bugün bildiğimiz Evreni yaratabildi.
Son birkaç ay içinde deney, parçacık bozulmasının çok nadir bir formunun ölçülmesi ve madde-antimadde asimetrisinin yeni bir tezahürünün kanıtı gibi bazı etkileyici sonuçlar verdi. Ve son olarak, LHCb'nin arkasındaki araştırmacılar, hepsi tek bir analizde gözlemlenen beş parçacıktan oluşan yeni bir sistem keşfettiğini açıkladı.
Ortaya çıkan araştırma makalesine göre arXiv 14 Mart 2017'de tespit edilen parçacıklar “Omega-c-zero” baryonu olarak bilinen durumların heyecanlı durumlarıydı. Türünün diğer parçacıkları gibi, Omega-c-zero üç kuarktan oluşur - ikisi “garip”, üçüncüsü “çekicilik” kuarkıdır. Bu baryonun varlığı 1994'te doğrulandı. O zamandan beri CERN'deki araştırmacılar daha ağır versiyonlar olup olmadığını belirlemeye çalıştılar.
Ve şimdi, LHCb deneyi sayesinde, onları buldukları anlaşılıyor. Anahtar, son konfigürasyonlarında dedektörlerde kalan yörüngeleri ve enerjiyi parçacıklar ile incelemek ve orijinal hallerine geri izlemekti. Temel olarak, Omega-c-sıfır parçacıkları güçlü kuvvet yoluyla başka bir baryon türüne (Xi-c-plus) ve daha sonra zayıf kuvvet yoluyla protonlara, kaonlara ve piyonlara bozunur.
Bundan araştırmacılar, gördüklerinin farklı enerji durumlarında (yani farklı boyut ve kütlelerde) Omega-c-sıfır parçacıkları olduğunu belirleyebildiler. Megaelektronvoltlarda (MeV) ifade edilen bu parçacıklar sırasıyla 3000, 3050, 3066, 3090 ve 3119 MeV kütlelerine sahiptir. Bu keşif, aynı zamanda bir parçacığın beş yüksek enerji durumunun algılanmasını içerdiğinden oldukça benzersizdi.
Bu, LHCb dedektörünün özel yetenekleri ve LHC'nin ilk ve ikinci çalışmalarından - 2009'dan 2013'e ve 2015'ten beri - toplanan büyük veri seti sayesinde mümkün oldu. Doğru ekipman ve deneyime sahip olan araştırmacılar, parçacıkları çok yüksek bir kesinlik seviyesiyle belirleyebildiler ve bu da verilerde istatistiksel bir fluke olma olasılığını ortadan kaldırdı.
Keşfin ayrıca atom altı parçacıkların bazı derin gizemlerine ışık tutması beklenmektedir, örneğin, üç bileşen kuarkın “güçlü kuvvet” ile bir baryonun içine nasıl bağlandığı - yani atomların iç kısımlarını bir arada tutmaktan sorumlu olan temel kuvvet . Bunun farklı kuark durumları arasındaki korelasyonda çözülmesine yardımcı olabileceği bir başka gizem.
Cern’in LHC'sinde LHCb deneyi üzerinde çalışan Edinburgh Üniversitesi'nden bir araştırmacı olan Dr. Greig Cowan'ın BBC ile yaptığı röportajda açıkladığı gibi:
“Bu, kuarkların birbirine nasıl bağlandığına ışık tutacak çarpıcı bir keşif. Sadece protonları ve nötronları daha iyi anlamak için değil, aynı zamanda pentakarkarlar ve tetrakakarklar gibi daha egzotik çok kuark durumları da anlaşılabilir.“
Bir sonraki adım, bu yeni parçacıkların kuantum sayılarını (belirli bir parçacığın özelliklerini tanımlamak için kullanılan sayılar) ve bunların teorik önemlerini belirlemek olacaktır. LHC, çevrimiçi hale geldiğinden beri, Parçacık fiziğinin Standart Modelini doğrulamaya yardımcı olmanın yanı sıra, Evrenin nasıl ortaya çıktığı ve onu yöneten temel güçlerin nasıl bir araya geldiğinin daha büyük bilinmeyenlerini keşfetmek için ötesine ulaşıyor.
Sonunda, bu beş yeni parçacığın keşfi, Her Şeyin Teorisi'ne (ToE) giden yol boyunca çok önemli bir adım ya da varlığımız olan çok büyük bulmacanın sadece başka bir parçası olabilir. Hangisini görmek için bizi izlemeye devam edin!
