Obserwując cząstkę, fizycy mają nadzieję na wyprodukowanie stabilnych cząstek egzotycznych. Ma ona najdłuższy czas rozpadu spośród wszystkich egzotycznych materii i składa się z dwóch kwarków i dwóch antykwarków
Nowa cząstka egzotycznej materii o bardzo szczególnych właściwościach została odkryta przez naukowców z Cern i zaprezentowana na konferencji Europejskiego Towarzystwa Fizycznego poświęconej fizyce wysokich energii. Kluczowym szczegółem jest to, że jest to najdłużej żyjąca cząstka, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Nowa cząstka ma dłuższy czas rozpadu niż jakakolwiek inna materia egzotyczna, a odkrycie to daje fizykom nadzieję, że pewnego dnia możliwe będzie wyprodukowanie stabilnych cząstek egzotycznych, tj. cząstek, które istnieją poza oryginalnym sformułowaniem cząstek dwu- i trójkwarkowych.
Odkrycie najdłużej żyjącej cząstki w historii
Podczas eksperymentu Pięknego Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHCb) naukowcy zaobserwowali, że nowa cząstka Tcc+ jest tetrakwarkiem składającym się z dwóch kwarków i dwóch antykwarków. Kwarki są podstawowymi elementami budulcowymi materii. Łączą się one ze sobą tworząc hadrony, takie jak proton i neutron, które składają się z trzech kwarków, oraz mezony, które tworzą pary kwark-antykwark. W ostatnich latach odkryto kilka cząstek tetrakwarkowych, ale Tcc+ jest pierwszą cząstką, która zawiera dwa kwarkowe uroki, bez antykwarkowych uroków, które mogłyby je zrównoważyć. Tcc+ jest również pierwszą znalezioną cząstką należącą do klasy tetrakwarków z dwoma ciężkimi kwarkami i dwoma lekkimi antykwarkami.
Cząstki te rozpadają się na parę mezonów, z których każdy składa się z jednego z ciężkich kwarków i jednego z lekkich antykwarków. Zgodnie z niektórymi przewidywaniami teoretycznymi, masa takich tetrakwarków powinna być bardzo bliska sumie mas dwóch mezonów. Ta bliskość masy sprawia, że rozpad jest "trudny", co prowadzi do tego, że cząstka ma dłuższy czas życia, co rzeczywiście ma miejsce w przypadku Tcc+, najdłużej żyjącego egzotycznego hadronu znalezionego do tej pory.
Odkrycie nowego tetrakwarka jest interesujące, zdaniem fizyków, do dalszych badań. Cząstki, na które rozpada się ta cząstka są stosunkowo łatwe do wykrycia, co w połączeniu z niewielką ilością energii dostępnej w rozpadzie prowadzi do doskonałej precyzji w określaniu jej masy i umożliwia analizę liczb kwantowych tej fascynującej cząstki. Pomiar jego niewielkiej energii rozpadu zwiększa pewność, że tetrakwark składający się z dwóch kwarków dolnych oraz antykwarka górnego i dolnego będzie miał ujemną energię rozpadu sił jądrowych, co czyni go bardzo stabilnym. Podwójnie dolny tetrakwark "jest rzadko produkowany i znajduje się poza zasięgiem obecnej luminancji Wielkiego Zderzacza Hadronów" - powiedział dr Ivan Polyakov z eksperymentu LHCb.
Oprócz przewidywania możliwej produkcji stabilnych cząstek egzotycznych, Tcc+, będąc dłużej żyjącym niż inne tetrakwarki, ułatwia badanie mezonów, a niskoenergetyczne uwalnianie pozwala na bardziej precyzyjne pomiary. Mogłoby to ułatwić testowanie dokładności teoretycznych modeli fizyki na poziomie subatomowym.
Najnowsze odkrycia w fizyce obejmują nowe badania nad czarnymi dziurami, których gaz może wywołać galaktyczne tsunami.
Stefania Bernardini
.