Fizikçiler, daha önce hiç görülmemiş bir atom altı parçacığı keşfettikten üç yıl sonra pentaquark adı verilen bu parçacıkların nasıl bir araya getirildiğini biliyorlar.
Yeni araştırmalar tamamen yeni üç pentaquark türünü ortaya koyuyor ve her birinin iki bileşenden oluştuğunu gösteriyor: bir baryon adı verilen üç kuarklı küme ve bir meson adı verilen kuark ve antikarkın eşleştirilmesi.
New York eyaletinde Syracuse Üniversitesi'nde fizikçi olan çalışma lideri Tomasz Skwarnicki, “Çok daha net bir tablo elde ettik ve 'Aman tanrım, içinde aslında hayal bile edemediğimiz şeyler var' dedik.
Atomaltı yapı
Kuarklar altı tipte (yukarı, aşağı, garip, çekicilik, alt ve üst) gelen atom altı parçacıklardır. Bunlar, üç kuarktan oluşan proton ve nötronların yapı taşlarıdır. Bu üç kuark partikülleri, baryon olarak da bilinir. Bir başka önemli parçacık tipi meson; bunların her biri bir kuark ve bir antikarktan oluşur. Antikalar, kuarkların garip antimadde kuzenleridir.
1960'larda fizikçiler bu kuarkların tümü hakkında ilk teori kurarken, Skwarnicki Live Science'a verdiği demeçte, dört veya beş kuarktan oluşan parçacıkların olmamasının bir nedeni olmadığını fark ettiler. Ancak beş kuark parçacıklarının veya pentaku işaretlerin deneysel kanıtı yoktu - yani 2015 yılına kadar, Skwarnicki ve meslektaşları Cenevre'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda çarpışmaların yarattığı parçacıklar arasındaki nesneleri keşfettiler.
O zaman, Skwarnicki, verilerin biraz puslu olduğunu söyledi. O zamandan beri, araştırmacılar bu pentakarklar hakkında sahip oldukları veri miktarını dokuz kat artırdı. Bu çok daha keskin bir resme yol açtı, dedi Skwarnicki.
Kuark topları
Araştırmacıların keşfettiği ilk şey, LHC parçacıkları arasında üç benzersiz kütlenin üç ayrı pentaquarkının bulunmasıydı. Biri önceden tespit edilmemişti. Diğer ikisi, 2015 çalışmasında parçacık kütle spektrumunda bir artış olarak ortaya çıktı, ancak şimdi ayrı kütlelere sahip iki ayrı parçacık olarak görülüyorlar.
En önemlisi, yeni veriler bu pentaku markaların iç yapılarını ortaya koymaktadır. Daha önce, Skwarnicki, beş kuarkın pentaquark içinde nasıl düzenlendiğini açık değildi. Hepsi birbirleriyle etkileşime girdi mi? Yoksa bunun yerine iki küme mi vardı - bir üç kuark baryonu ve birbiriyle etkileşime giren bir mezon (bir kuark ve antik bir kuarktan oluşan parçacık)?
Yeni veriler, ikinci durum olduğunu ortaya koymaktadır. Kuarkların nasıl bozulduğuna bağlı olarak - kararsızdırlar ve konfigürasyonlarını değiştirmeden önce sadece kısa bir süre var olurlar - etkileşimli baryonlar ve mezonlardan yapılmaları gerekir, dedi Skwarnicki. Pentaquarks bir çekicilik kuark, bir anti-çekicilik kuark, iki yukarı kuark ve bir aşağı kuark oluşur. Farklı kütleleri vardır çünkü kuarklar farklı kuantum durumlarda bulunur.
"Yeni gözlemlerin önemi, şimdi açık bir yöne işaret etmesidir." Dedi. Her pentaquark, içinde üç kuark bulunan bir baryon ve kuark ve antik bir kuark bulunan bir mesondan yapılmıştır.
"Sanki birbirine yapışan iki ayrı kuark topu gibi," dedi Skwarnicki.
Skwarnicki sonuçları 26 Mart'ta İtalya La Thuile'deki Rencontres de Moriond fizik konferansında sundu. Araştırmacılar bulgularını doğrulamak için daha fazla ölçüm yapmayı planladıklarını söyledi ve Skwarnicki daha fazla pentakarkak düzenlemesi aramayı planladıklarını söyledi.
"Gelecekte bu pentakuark tipi parçacıkların daha fazlasını göreceğimize gerçekten inanıyorum." Dedi.
