Το LHCb ανακαλύπτει τρία νέα σωματίδια

Η διεθνής συνεργασία LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider-LHC) παρατήρησε τρία σωματίδια που δεν είχαν ξαναδεί: ένα νέο είδος «pentaquark» και το πρώτο ζεύγος «tetraquark» που περιλαμβάνει έναν νέο τύπο tetraquark. Τα ευρήματα, που παρουσιάστηκαν σήμερα σε σεμινάριο του CERN, προσθέτουν τρία νέα μέλη στον αυξανόμενο κατάλογο των νέων αδρονίων (hadrons) που βρέθηκαν στο LHC. Θα βοηθήσουν τους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα quark συνδέονται μεταξύ τους σε αυτά τα σύνθετα σωματίδια.

Τα quark είναι στοιχειώδη σωματίδια και έρχονται σε έξι τύπους: up, down, charm, strange, top και bottom. Συνήθως συνδυάζονται μαζί σε ομάδες των δύο και των τριών για να σχηματίσουν αδρόνια, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια που αποτελούν τους ατομικούς πυρήνες. Πιο σπάνια, ωστόσο, μπορούν επίσης να συνδυαστούν σε σωματίδια τεσσάρων quark και πέντε quark , ή «tetraquark» και «pentaquark». Αυτά τα εξωτικά αδρόνια είχαν προβλεφθεί από τους θεωρητικούς φυσικούς ταυτόχρονα με τα συμβατικά αδρόνια, πριν από περίπου έξι δεκαετίες, αλλά μόλις σχετικά πρόσφατα, τα τελευταία 20 χρόνια, παρατηρήθηκαν από το LHCb και από άλλες πειράματικές διαδικασίες.

Τα περισσότερα από τα εξωτικά αδρόνια που ανακαλύφθηκαν τις τελευταίες δύο δεκαετίες είναι tetraquark ή pentaquark που περιέχουν ένα charm quark και ένα charm antiquark, με τα υπόλοιπα δύο ή τρία quark να είναι ένα up, down ή strange quark ή τα antiquark τους. Όμως τα τελευταία δύο χρόνια, ο LHCb ανακάλυψε διαφορετικά είδη αδρονίων.

Πριν από δύο χρόνια, η διεθνής συνεργασία LHCb, ανακάλυψε ένα tetraquark που αποτελείται από δύο charm quarks και δύο charm antiquarks και δύο tetraquark "open-charm" που αποτελούνται από ένα charm antiquark , ένα up quark, ένα down quark και ένα strange antiquark. Πέρυσι βρέθηκε η πρώτη περίπτωση ενός διπλού "open-charm" tetraquark με δύο charm quark και ένα up και down antiquark. To open-charm σημαίνει ότι το σωματίδιο περιέχει ένα charm quark χωρίς αντίστοιχο antiquark.