[ Live Science ]

NOVI TIP ČESTICE

Otkriveno nepoznato stanje materije

Novi tip čestice pojavio se nezavisno u dva odvojena akceleratora čestica, kažu fizičari.

Čestica sačinjena od četiri kvarka (sastojka protona i neutrona) predstavlja stanje materije koje dosad nije bilo poznato.

Znaci postojanja čestice uočeni su u toku eksperimenta „bel“ u Japanu i Pekinškog spektrometarskog eksperimenta (BESIII) u Kini.

Naučnici još ne mogu tvrditi sa sigurnošću od čega je sačinjena ta čestica, niti da li je zaista riječ o samo jednoj čestici – moguće je i da je riječ o dvije čestice, od kojih je svaka sačinjena od po jednog para kvarkova.

U svakom slučaju, takvu materiju naučnici prvi put vide, a otkiće daje nadu da će se razjasniti prava priroda kvarkova.

„Ovo će nam pomoći da shvatimo kako se materija sastavlja“, smatra fizičar Leo Pilonen iz Virdžinije tek i predstavnik tima „Bel“ za odnose s javnošću.

Egzotična materija

I Bel i BES III sudarali su elektrone sa pozitronima kako bi stvorili moćne eksplozije u kojima se transformiše kinetička energija brzih čestica u nove oblike materije.

Među raznim proizvodima tih sudara je i egzotična čestica Y(4260), otkrivena 2005.

„To je vrlo zanimljiva čestica – otkrivena je, ali je nikad nijesmo predvidjeli“, kaže Fred Heris, fizičar Univerziteta na Havajima i predstavnik BES III za odnose s javnošću.

„To je ‘crna ovca’ među elementarnim česticama“.

Proučavanjem raspada Y(4260) istraživači su primijetili da se čestice ponekad dezintegrišu u još misterioznije – čudesne kvarkove, antičudesne kvarkove i još dva kvarka – možda gore antikvark i antikvark dolje.

Kvarkovi dolaze u šest karakterističnih „svojstava“ – gore, dolje, čudno, čarobno, dno i vrh – i svaka od tih karakteristika ima svoj antipandan.

Protoni u atomima sačinjeni su od dva kvarka gore i jednog kvarka dolje, dok neutroni imaju dva dolje i jedan gore kvark.

Još nije pronađena nijedna čestica sa četiri kvarka.

Naučnici pokušavaju da otkriju načine kako se kombinuju kvarkovi različitih karakteristika u izgradnji materije.

Tu oblast proučava kvantna hromodinamika (QCD) koja je još u povoju.

„QCD je unijela revoluciju u naše razumevanje materije, čak je dobila i Nobelovu nagradu, ali ljudi ne mogu još da obavljaju bilo kakve proračune, jer je izuzetno složena“, kaže Pilonen.

Nije slučajnost

Nova čestica nazvana je Z_c(3900). Fizičari ne mogu biti sigurni šta je ona i od čega je sastavljena, ali su sasvim sigurni da postoji.

Eksperiment Bel pronašao je 160 čestica, a BES III 300.

Oba otkrića mogu biti statistički značajna i malo je vjerovatno da je riječ o slučajnosti. Objavljena su u junskom izdanju žurnala „Physical Review Letters“.