CERN-ის მეცნიერებმა ორი ახალი ნაწილაკი დაადასტურეს და სავარაუდოდ, მესამეც აღმოაჩინეს

17:30, 02.10.2018

დიდი ადრონული კოლაიდერი კვლავ მოწოდების სიმაღლეზეა და ნაწილაკთა ფიზიკის სამყაროს ახალი სასწაულებით აოცებს. კოლაბორაცია LHCb-ზე მომუშავე მეცნიერები დააკვირდნენ აქამდე ჯერ არნახულ ორ ახალ ნაწილაკს და მესამეს არსებობის მტკიცებულებაც იხილეს.

კვარკის სტანდარტული მოდელის მიერ პროგნოზირებული ორი ახალი ნაწილაკი მიეკუთვნება ბარიონებს — ნაწილაკთა იმავე ოჯახის წევრებს, როგორებიც არიან LHC-ის ნაწილაკთა აჩქარების ექსპერიმენტში გამოყენებული პროტონები.

სამყარო ძირითადად ბარიონებისგან შედგება, მათ შორის პროტონები და ნეიტრონებიც. ეს არის ნაწილაკი, რომელიც შედგება სამი ფუნდამენტური ნაწილაკის, სახელად კვარკებისგან. კვარკები განსხვავებული „არომატისაა“ — ზედა, ქვედა, ზემო, ქვემო, მომხიბვლელი (C-კვარკი) და უცნაური (S-კვარკი).

მაგალითად, პროტონი შედეგება ორი ზედა და ერთი ქვედა კვარკისგან, ნეიტრონები კი ერთი ზედა და ორი ქვედა კვარკისგან. მაგრამ ახლად აღმოჩენილ ორ ნაწილაკს ოდნავ განსხვავებული შემადგენლობა აქვს.

ნაწილაკებს Σ_b(6097)⁺ და Σ_b(6097)^– უწოდეს. ერთი მათგანი შედგება ორი ზედა და ერთი ქვემო კვარკისგან. მეორე ახალი ნაწილაკი კი შედგება ორი ქვედა და ერთი ქვემო კვარკისგან.

ამ ნაწილაკებს ქვემო ბარიონებს უწოდებენ და ისინი დაკავშირებული არიან წარსულში Fermilab-ის მიერ აღმოჩენილ ოთხ ნაწილაკთან. თუმცა, ეს პირველი დაკვირვებაა, რომლის ფარგლებშიც მეცნიერებმა ამ ნაწილაკთა უფრო მაღალმასიანი თანამოძმეები აღმოაჩინეს. ისინი პროტონზე დაახლოებით ექვსჯერ მასიურია.

საინტერესოა, რას წარმოადგენს ზემოთ ხსენებული მესამე ნაწილაკის კანდიდატი?

მკვლევართა აზრით, ის შეიძლება, კომპოზიტური ნაწილაკის, სახელად ტეტრაკვარკის უცნაური ტიპი იყოს. წარმოადგენს მეზონების ეგზოტიკურ სახეობას, რომლებსაც როგორც წესი, ორი კვარკი აქვთ. მაგრამ ტეტრაკვარკი ოთხი კვარკისგან შედგება, უფრო ზუსტად — ორი კვარკისა და ორი ანტიკვარკისგან.

ტეტრაკვარკების დაკვირვებადი მტკიცებულება ამ დრომდე ფრიად მოუხელთებელი იყო. კანდიდატ ნაწილაკს Z_c^–(4100) უწოდეს. მისი და ორი მძიმე მომხიბვლელი კვარკის მტკიცებულება დააფიქსირეს უფრო მძიმე B მეზონების დაშლისას.

დაფიქსირების სტატისტიკური მნიშვნელობა მხოლოდ 3 სტანდარტული დევიაცია (გადახრა) იყო. ტრადიციული ზღვარი კი მოითხოვს, რომ ახალი ნაწილაკის აღმოჩენისათვის სტანდარული დევიაცია უნდა იყოს ხუთი. გამომდინარე აქედან, Z_c^–(4100) არსებობა-არარსებობის საკითხს შემდგომი დაკვირვებები გაარკვევს.

აღნიშნულ ზღვარს თავისუფლად ლახავს ორი ახალი ქვემო ბარიონი — Σ_b(6097)⁺ და Σ_b(6097)^–. მათი სტანდარტული დევიაციის მნიშვნელობა 12,7 და 12,6-ია.

მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.

ავტორი - მიხეილ ჭაბუკაშვილი

მეცნიერება