أكدت CERN اكتشاف فئة جديدة من الجسيمات - pentaquarks

أعلنت المنظمة الأوروبية للبحوث النووية (CERN) عن اكتشاف فئة غريبة جديدة من الجسيمات - pentaquarks . تم العثور عليها باستخدام كاشف LHCb أثناء التجارب في مصادم هادرون الكبير.

قال المتحدث باسم LHCb غي ويلكنسون: "إن خماسي الأرجوحة ليس مجرد جسيم جديد". "إنها طريقة لجمع الكواركات ، أي المكونات الأساسية للبروتونات والنيوترونات العادية ، في هيكل منظم لم يسبق له مثيل من قبل في أكثر من نصف قرن من التجارب." يمكن أن تساعدنا دراسة خصائصه على فهم كيفية تنظيم المادة العادية والبروتونات والنيوترونات ، التي نتألف منها جميعًا ".

تم اتخاذ خطوة مهمة نحو اكتشاف الخماسيات قبل 50 عامًا عندما نشر الفيزيائي الأمريكي موراي جيل مان ، في سن 23 ، عمله الأساسي حول غرابة وسحر الجسيمات الأولية. كان هو أول من افترض في عام 1964 نموذج كوارك للجسيمات الأولية. وفقًا لنموذجه ، تم إدخال عائلة من الجسيمات تسمى الباريونات تتكون من ثلاثة كواركات.



بعد ذلك ، تم طرح النظريات بأن هناك فئة من الباريونات ليس من ثلاثة ، ولكن من خمسة كواركات. أول من توقع نظريًا بوجود خماسيات كان العلماء الروس DI Dyakonov و MV Polyakov و V. Yu. Petrov من معهد بطرسبرغ للفيزياء النووية في عام 1997.

لكن لا يمكن إثبات وجود هذه الجسيمات بأي شكل من الأشكال. حتى يومنا هذا.

وفقا لبيان صحفي لـ CERN ، بحث أعضاء مجموعة LHCb عن علامات الخماسي من خلال دراسة انحلال الباريون ، المعروف باسم known _{b ،} في ثلاث جسيمات أخرى: J / ψ _- ، البروتون و kaon المشحون. أظهرت دراسة مجموعة قيم الكتلة لـ J / ψ والبروتون أنه خلال تكوينها ، توجد مرحلة متوسطة معينة ، أي حالات وسيطة للمادة. كان يطلق عليهم P _c (4450) ⁺ و P _c (4380) ⁺ .



كان الأول مرئيًا بوضوح على الرسوم البيانية ، وكان وجود الثاني مطلوبًا لشرح البيانات التجريبية بالكامل. تحتوي هذه الجسيمات على كتلة كبيرة جدًا - حوالي 4.4-4.5 ألف ميغا إلكترون فولت ، وهو ما يزيد عن أربعة إلى خمسة أضعاف المؤشر نفسه للبروتونات والنيوترونات.



نتيجة لمئات التجارب ، تم جمع كمية كبيرة من البيانات التجريبية ، مما جعل من الممكن تحديد النمط. وبطبيعة الحال ، تم تنفيذ استخراج البيانات على أجهزة الكمبيوتر العملاقة. ونتيجة لذلك ، كان من الممكن الحصول على نتيجة مع الموثوقية الإحصائية لاكتشاف تسعة سيجما ، وهو ما يكفي تمامًا لتحديد هذا الاكتشاف.



يقول فيزيائي LHCb Tomasz Skwarnicki من جامعة سيراكيوز: "نظرًا لكمية البيانات الكبيرة التي تم جمعها في Collider Hadron Collider والدقة الممتازة لجهاز الكشف لدينا ، قمنا بفحص كل الاحتمالات لشرح هذه الإشارات وتوصلنا إلى استنتاج مفاده أنه لا يمكن تفسيرها إلا من خلال حالات pentaquark". "بتعبير أدق ، يجب أن تتكون الحالة الوسيطة من كواركين علويين (u-quark) ، كوارك سفلي واحد (d-quark) ، كوارك مسحور (c-quark) وواحد antiquated مسحور."

الآن من الضروري إجراء تجارب إضافية والتحقق من مدى قوة روابط الكواركات في الخماسي.

والعمل العلمي مع نتائج التجربة التي نشرت على arXiv.org، تتوفر على معلومات إضافية موقع LHCb .

Source: https://habr.com/ru/post/ar381661/