Praėjus daugiau nei trejiems metams po to, kai atrado dar niekad nematytą subatominę dalelę, fizikai dabar žino, kaip šios dalelės, vadinamos pentakvarkais, yra sudėtos.
Nauji moksliniai tyrimai atskleidžia tris visiškai naujas penkiakampių rūšis ir parodo, kad jie visi yra sudaryti iš dviejų komponentų: vienas trijų kvarkų klasteris, vadinamas baronu, o kitas kvarko ir antikvario pora, vadinamas mezonu.
„Gavome daug aiškesnį vaizdą ir pasakėme:„ O, dieve mano, yra dalykų, kurių mes iš tikrųjų net neįsivaizdavome “, - sakė tyrimo vadovas Tomaszas Skwarnicki, Sirakūzų universiteto Niujorko valstijoje fizikas.
Subatominė struktūra
Kvarkai yra subatominės dalelės, kurios būna šešių rūšių (aukštyn, žemyn, keistai, žavingai, apačioje ir viršuje). Tai yra protonų ir neutronų, kurie yra sudaryti iš trijų kvarkų kiekvienoje vietoje, blokai. Šios trijų kvarkų dalelės taip pat žinomos kaip baronai. Kitas svarbus dalelių tipas yra mezonas; kiekvienas iš jų sudarytas iš kvarko ir antikaro. Antikvarkai yra keistos kvarkų antimaterijos pusbroliai.
Septintajame dešimtmetyje, kai fizikai pirmą kartą teoretikavo apie visus šiuos kvarkus, jie suprato, kad nėra jokios priežasties neturėti dalelių iš keturių ar penkių kvarkų, - Skwarnicki pasakojo „Live Science“. Tačiau nebuvo eksperimentinių įrodymų apie penkių kvarkų daleles ar pentakvarkius - tai yra iki 2015 m., Kai Skwarnicki su kolegomis aptiko objektus tarp dalelių, kurias sukėlė susidūrimai Ženevos didžiojo hadronų kollideryje.
Tuo metu, pasak Skwarnickio, duomenys buvo šiek tiek migloti. Nuo to laiko tyrėjai padidino duomenų, kuriuos jie turi apie šiuos penkiakampius, skaičių devynis kartus. Dėl to susidarė daug ryškesnis vaizdas, sakė Skwarnicki.
Kamuoliai
Pirmas dalykas, kurį tyrėjai atrado, yra tai, kad tarp LHC dalelių yra trys atskiri trijų unikalių masių penkiakampiai. Vienas anksčiau nebuvo pastebėtas. Kiti du dalykai 2015 m. Tyrime pasirodė kaip vienas smulkus dalelių masės spektras, tačiau dabar jie matomi kaip dvi atskiros dalelės su atskira mase.
Svarbiausia, kad nauji duomenys atskleidžia šių penkiakampių vidines struktūras. Anksčiau, pasak Skwarnickio, nebuvo aišku, kaip penki kvarkai buvo išdėstyti penkiakampio viduje. Ar jie visi bendravo tarpusavyje? O gal vietoj jų buvo dvi sankaupos - viena trijų kvarkų barionas ir mezonas (dalelė, pagaminta iš kvarko ir antikaro), sąveikavę tarpusavyje?
Nauji duomenys rodo, kad tai yra pastarasis atvejis. Remiantis tuo, kaip kvarkai suyra - jie yra nestabilūs ir egzistuoja tik trumpai prieš keičiant jų konfigūraciją - jie turi būti sudaryti iš sąveikaujančių baronų ir mezonų, sakė Skwarnicki. Penkiakampiai yra sudaryti iš žavesio kvarko, anti-žavesio kvarko, dviejų kvarkų aukštyn ir vienas žemyn kvarkas. Jie turi skirtingas mases, nes kvarkai egzistuoja skirtingose kvantinėse būsenose.
„Naujų stebėjimų reikšmė yra tai, kad dabar jie nukreipti viena aiškia kryptimi“, - sakė jis. Kiekvienas pentakarkas pagamintas iš baryono, kurio viduje yra trys kvarkai, ir mezono su kvarku bei antikariu.
„Tai tarsi du atskiri kvarkų rutuliai, prilipę vienas prie kito“, - teigė Skwarnicki.
Skwarnicki pristatė rezultatus kovo 26 d. Fizikos konferencijoje „Rencontres de Moriond“ La Thuile mieste, Italijoje. Pasak Skwarnicki, tyrėjai planuoja atlikti papildomus matavimus, kad patvirtintų savo išvadas, ir jie planuoja ieškoti daugiau penkiakampių susitarimų.
„Aš iš tikrųjų esu įsitikinęs, kad ateityje pamatysime daugiau šių penkiakampio tipo dalelių“, - sakė jis.
