:: Ε.Ε.Φ.

Η δημιουργία σωματιδίων αποτελούμενων από νέους συνδυασμούς κουάρκ σε συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας επιτρέπει στους φυσικούς να αναπτύξουν θεωρίες κβαντικής χρωμοδυναμικής, οι οποίες περιγράφουν την αλληλεπίδραση μεταξύ κουάρκ και γλοιονίων. Η ερευνητική ομάδα BESIII στον Beijing Electron Positron Collider στην Κίνα, ανίχνευσε άλλο ένα παράδειγμα τέτοιου συνδυασμού – ένα «τετρακουάρκ» που ονομάζεται Zcs. Το αποτέλεσμα δίνει πληροφορίες για το πώς κατανέμονται τα κουάρκ μέσα σε ένα αδρόνιο.

Το τετρακουάρκ Zcs είναι ένα φορτισμένο σωματίδιο που αποτελείται από τέσσερα κουάρκ: ένα γοητευτικό κουάρκ, ένα γοητευτικό αντικουάρκ, ένα παράξενο κουάρκ και ένα παράξενο αντικουάρκ. Θεωρητικά μοντέλα που προβλέπουν την ύπαρξη αυτού του σωματιδίου δείχνουν ότι τα κουάρκ που το συνιστούν θα μπορούσαν να παράγουν περισσότερους συνδυασμούς κβαντικών καταστάσεων σε σχέση με άλλα γνωστά σωματίδια. Αυτό συμβαίνει διότι σε σύγκριση, για παράδειγμα, με τα βαρυόνια που περιέχουν τρία κουάρκ ή τα μεσόνια που συνίστανται από δυο κουάρκ, το Zcs διαθέτει περισσότερες πιθανές εσωτερικές διαμορφώσεις: τα κουάρκ μπορούν να κατανέμονται ισότιμα, ως ζεύγος δικουάρκ-αντιδικουάρκ, ή θα μπορούσαν να βρίσκονται σε μια χαλαρή δέσμια «μοριακή» κατάσταση.

Οι ερευνητές εντόπισαν το νέο τετρακουάρκ μετρώντας τις ορμές των πρωτογενών σωματιδίων και των προϊόντων διάσπασης που παράγονται στις συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις Monte Carlo για την αναπαραγωγή των διαδρομών διάσπασης από αυτές τις μετρήσεις. Έτσι, κατάφεραν να επιλέξουν ένα σήμα που αντιστοιχεί στη προβλεπόμενη μάζα του τετρακουάρκ Zcs, περίπου 3,98GeV∕c² ή 4 φορές μεγαλύτερη από την μάζα του πρωτονίου. Αυτό το σήμα εντοπίστηκε με ακρίβεια 5,3 σίγμα, το οποίο είναι πέρα από το όριο βεβαιότητας που καθορίζει μια ανακάλυψη (5 σίγμα σημαίνει ότι υπάρχει πιθανότητα 1 στα 3,5 εκατομμύρια το σήμα να μην είναι πραγματικό).

Για να κατανοήσουν καλύτερα το τετρακουάρκ Zcs, οι φυσικοί της ερευνητικής ομάδας BESIII σχεδιάζουν την συλλογή περισσότερων δεδομένων στην ενεργειακή περιοχή των 3,98GeV. Αυτές οι μετρήσεις θα τους βοηθήσουν στην εξερεύνηση των μηχανισμών παραγωγής και αποσύνθεσης του σωματιδίου και να αναζητήσουν τις διεγερμένες καταστάσεις του, καθώς και το ηλεκτρικά ουδέτερο αντίστοιχό του.

… και τέσσερα νέα τετρακουάρκ από τον LHCb

Οι ερευνητικές ομάδες του CERN, ATLAS, CMS και LHCb έχουν ανακαλύψει την τελευταία δεκαετία οι 59 νέες αδρονικές καταστάσεις που περιλαμβάνει ο παρακάτω πίνακας. Οι τελευταίες τέσσερις είναι τα τετρακουάρκ που αναφέρονται στην πρόσφατη δημοσίευση του LHCb με τίτλο «Observation of new resonances decaying to J/ψK⁺ and J/ψφ» .

Δεν είναι σαφές εάν το τετρακουάρκ Zcs (4000)⁺ μπορεί να ταυτιστεί με το τετρακουάρκ Zcs (3985)⁺ που αναφέρει η ερευνητική ομάδα BESIII. Αν και οι μάζες τους είναι πολύ κοντά, το εύρος του συντονισμού του σωματιδίου BESIII είναι δέκα φορές μικρότερο. Έτσι το τετρακουάρκ Zcs (3985)⁺που είναι μακροβιότερο, μπορεί να έχει διαφορετική εσωτερική δομή.

πηγές: https://physics.aps.org/articles/v14/s33 – https://cerncourier.com/a/lhcb-observes-four-new-tetraquarks/