|
Σωματιδιακοί φυσικοί στον Επιταχυντή Tevatron του Fermilab (CDF) ανακοίνωσαν ότι έχουν βρει αποδείξεις για
ένα απρόσμενο
σωματίδιο που τα περίεργα χαρακτηριστικά του μπορεί να αποκαλύψουν νέους
τρόπους που μπορούν να συνδυαστούν τα κουάρκ για να σχηματίσουν την ύλη.
Οι φυσικοί στο CDF έχουν ονομάσει το σωματίδιο ως Y (4140),
εξ αιτίας της μάζας του που είναι 4.140 Mev. Οι φυσικοί δεν πρόβλεπαν την
ύπαρξή του, διότι το Y (4140) φαίνεται να αψηφά τους γνωστούς κανόνες της φύσης
που τοποθετεί μαζί τα κουάρκ και αντικουάρκ.
Ο επιταχυντής Tevatron συνήθως παράγει, περίπου, 10 εκατομμύρια
συγκρούσεις πρωτονίων-αντιπρωτονίων ανά δευτερόλεπτο, ενίοτε δε δημιουργεί
και σωματίδια γνωστά ως Β μεσόνια. Ένα B μεσόνιο περιέχει ένα ζεύγος
κουάρκ-αντικουάρκ που περιλαμβάνει είτε
ένα χαμηλό (bottom) κουάρκ ή ένα αντι-χαμηλό κουάρκ. Τα B μεσόνια μπορούν
να διασπώνται απευθείας στο σωματίδιο ψι J/Ψ
και ένα σωματίδιο φι Φ. Οι επιστήμονες του CDF βρήκαν στοιχεία που
αποδεικνύουν ότι ορισμένα μεσόνια Β απροσδόκητα διασπώνται σε μια ενδιάμεση
δομή κουάρκ, που ταυτοποιήθηκε ως Y.
"Είναι σαν να προσπαθεί να μας πει κάτι", λέει ένας
εκπρόσωπος του CDF Jacobo
Konigsberg του Πανεπιστημίου της Φλόριντα. "Μέχρι στιγμής, δεν είμαστε
βέβαιοι τι μπορεί να είναι, αλλά να είστε βέβαιοι ότι θα μείνουμε
'ανοικτοί' για να το ακούσουμε."
Η ύλη όπως την γνωρίζουμε, περιλαμβάνει δομικά στοιχεία που
ονομάζεται κουάρκ. Τα κουάρκ ενώνονται μαζί με διάφορους καθιερωμένους
τρόπους για
την οικοδόμηση άλλων σωματιδίων: τα μεσόνια, που κατασκευάζονται από ένα
ζεύγος κουάρκ-αντικουάρκ, και τα βαρυόνια, από τρεις κουάρκ. Μέχρι στιγμής, δεν είναι σαφές
από τι
ακριβώς γίνεται το Y (4140).
Το σωματίδιο Y (4140) διασπάται σε ένα ζευγάρι άλλων σωματιδίων, το J/Ψ και
το Φ, που δείχνει στους φυσικούς ότι θα μπορούσε να είναι μια σύνθεση ενός
γοητευτικού και αντιγοητευτικού κουάρκ. Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά αυτής της
διάσπασης δεν ταιριάζουν με τις συμβατικές προσδοκίες για μια τέτοια σύνθεση.
Υπάρχουν κι άλλες δυνατές ερμηνείες πέρα από την απλή δομή ενός ζεύγους
κουάρκ-αντικουάρκ, για παράδειγμα
υβριδικά σωματίδια που περιέχουν γκλουόνια, ή ακόμα και
συνδυασμούς τεσσάρων κουάρκ.
Οι επιστήμονες του Επιταχυντή CDF παρατήρησαν τα σωματίδια Y (4140) στην
διάσπαση των Β+ μεσονίων, που περιέχει ένα χαμηλό κουάρκ.
Μετά από ένα τρομερό κοσκίνισμα ανάμεσα σε τρισεκατομμύρια συγκρούσεις
πρωτονίων-αντιπρωτονίων στο Tevatron, οι φυσικοί εντόπισαν ένα μικρό δείγμα των
μεσονίων Β+ που όταν διασπάστηκαν είχαν μια απρόσμενα εξέλιξη. Μια περαιτέρω ανάλυση
των στοιχείων έδειξε
ότι τα μεσόνια Β+ διασπάστηκαν στα σωματίδια Y (4140).
Το σωματίδιο Y (4140) είναι το νεότερο μέλος της οικογένειας των
σωματιδίων με παρόμοια ασυνήθιστα χαρακτηριστικά που παρατηρήθηκαν κατά τα τελευταία
χρόνια στο Tevatron του Fermilab, καθώς και στο
εργαστήριο KEK της Ιαπωνίας ή στον Επιταχυντή SLAC της Καλιφόρνιας.
Οι θεωρητική φυσικοί προσπαθούν τώρα να αποκωδικοποιήσουν την πραγματική φύση
αυτών των εξωτικών συνδυασμών από κουάρκ, που δεν έχουν σχέση με ότι
ξέραμς μέχρι τώρα για τα μεσόνια και τα βαρυόνια. Εν τω μεταξύ οι
πειραματικοί φυσικοί λένε ότι ευχαρίστως
θα συνεχίσουν να ψάχνουν για περισσότερα τέτοια σωματίδια.
|
