Μια πρόταση υπερπαραγωγής αντινετρονίων και υπερονίων
Τα αντινετρόνια και τα υπερόνια είναι δύσκολο να παραχθούν και να μελετηθούν, αλλά οι ερευνητές προτείνουν μια νέα μέθοδο παραγωγής αυτών των σωματιδίων χρησιμοποιώντας τους υπάρχοντες επιταχυντές.
Για να μελετήσουν σωματίδια που δεν υπάρχουν ελεύθερα στη φύση, οι φυσικοί πρέπει να τα παράγουν σε επιταχυντές. Ωστόσο, ορισμένα σωματίδια έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα δύσκολο να δημιουργηθούν. Ο Chang-Zheng Yuan του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλών Ενεργειών της Κίνας και ο Marek Karliner από το Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ, προτείνουν έναν τρόπο δημιουργίας αυτών των σωματιδίων – αντινετρονίων και υπερονίων – χρησιμοποιώντας τους επιταχυντές που οι πειραματικοί φυσικοί έχουν ήδη στην διάθεσή τους. Η άμεση δυνατότητα παραγωγής και μελέτης αυτών των σωματιδίων θα μπορούσε να βοηθήσει την έρευνα στην πυρηνική και σωματιδιακή φυσική, όπως τις αλληλεπιδράσεις υπερονίων-νουκλεονίων και τον ρόλο των υπερονίων στα άστρα νετρονίων.
Οι τωρινές μέθοδοι παράγουν αυτά τα σωματίδια μόνο σε σχετικά μικρές ποσότητες. Επιπλέον, ορισμένοι τρόποι παραγωγής – όπως οι αντιδράσεις εξαύλωσης πρωτονίων-αντιπρωτονίων που παράγουν αντινετρόνια – δημιουργούν σωματίδια των οποίων η ορμή είναι δύσκολο να μετρηθεί, και επομένως ‘άχρηστα’ στην περαιτέρω έρευνα. Με τη νέα τους προσέγγιση, οι Yuan και Karliner προτείνουν τη δημιουργία αντινετρονίων και υπερονίων από μεσόνια J/ψ. Αυτά τα σωματίδια πολύ συχνά διασπώνται σε αντινετρόνια ή υπερόνια και αποτελούν ένα συνηθισμένο προϊόν των εξαυλώσεων ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Επιπλέον, οι ερευνητές θα μπορούσαν να προσδιορίσουν την ορμή των αντινετρονίων ή υπερονίων που παράγονται με αυτόν τον τρόπο, μετρώντας τις ανακρούσεις που υφίστανται εξαιτίας τους άλλα σωματίδια που παράγονται από τις αντιδράσεις διάσπασης.
Σαν απόδειξη της ιδέας, οι ερευνητές θεωρούν το πείραμα στο Φασματόμετρο του Πεκίνου (BESIII), μια εγκατάσταση που χρησιμοποιείται για την μελέτη των γοητευτικών κουάρκ, των λεπτονίων ταυ και άλλων σωματιδίων. Σε τέσσερις πρόσφατες πειραματικές δοκιμές, το BESIII παρήγαγε συνολικά 10 δισεκατομμύρια γεγονότα μεσονίων J ∕ ψ . Οι Yuan και Karliner εκτιμούν ότι αν εφαρμοζόταν η νέα τους προσέγγιση, αυτό το δείγμα J/ψ μεσονίων θα παρήγαγε περίπου οκτώ εκατομμύρια αντινετρόνια κατάλληλα για μελέτη. Τα μελλοντικά «εργοστάσια σωματιδίων» J ∕ ψ θα δημιουργήσουν τάξεις μεγέθους περισσότερα από αυτά τα σωματίδια.
(*) Το αντινετρόνιο είναι το αντισωματίδιο του νετρονίου και συμβολίζεται με 
(**) Τα υπερόνια είναι βαρυόνια που περιέχουν ένα ή περισσότερα παράξενα κουάρκ, αλλά όχι γοητευτικά, πυθμένες ή κορυφαία κουάρκ. Αυτή η μορφή της ύλης μπορεί να υπάρχει σε σταθερή μορφή στους πυρήνες ορισμένων άστρων νετρονίων
(***) Tο σωματίδιο J/ψ ανακαλύφθηκε τον Νοέμβριο του 1974 ταυτόχρονα στο Εθνικό Εργαστήριο του Μπρουκχέϊβεν και στο Κέντρο Γραμμικού Επιταχυντή στο Στάνφοντ. Το νέο σωματίδιο ονομάστηκε J στην ανατολική ακτή και ψ στην δυτική. Το σημερινό του όνομα J/Ψ, φέρει εμφανή τα σημεία του συμβιβασμού. Αποτελείται από ένα γοητευτικό κουάρκ και ένα γοητευτικό αντικουάρκ. Ο Glashow και οι επικεφαλείς των δυο ομάδων που ανακάλυψαν το σωματίδιο J/Ψ τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ.
Photo Gallery
Video
Πηγή: https://physics.aps.org
