فیزیکدانان برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ سه ذره‌ی بیگانه‌ی تازه کشف کردند
دانشمندان برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ در سرن از کشف سه ذره‌ی بیگانه خبر دادند که ممکن است به آشکار شدن شیوه‌ی اتصال کوارک‌ها به یکدیگر کمک کند.
از میان این «ذرات بیگانه» (Exotic Particles)، یک ذره پنتاکوارک (هادرون متشکل از پنج کوارک) و دو ذره‌ی دیگر تتراکوارک هستند. این ذرات توسط همکاری LHCb در سرن، که از یک آشکارساز ۵۶۰۰ تنی در قسمتی از برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ برای بررسی تفاوت‌های بین ماده و پادماده استفاده می‌کند، پیدا شدند.
سال گذشته، این همکاری اولین تتراکوارک جاذب دوگانه را پیدا کرد که یک ذره‌ی ماده‌ی بیگانه (عجیب) با طولانی‌ترین عمر یافت شده تا کنون است. ذرات تازه کشف شده به لیست در حال توسعه از ذرات بیگانه‌ی کشف شده در این همکاری اضافه می‌شوند.
«نیلز تیونینگ» (Niels Tuning) هماهنگ‌کننده‌ی فیزیک آزمایش LHCb در سرن گفت: «هرچه تجزیه‌وتحلیل‌های بیشتری انجام دهیم، انواع هادرون‌های بیگانه‌ی بیشتری پیدا می‌کنیم. ما شاهد دوره ای از اکتشافات مشابه دهه‌ی ۱۹۵۰ میلای هستیم، زمانی که آغاز کشف یک باغ وحش ذرات هادرونی بود و در نهایت به مدل کوارکی هادرون‌های معمولی در دهه‌ی ۱۹۶۰ منجر شد. اکنون ما در حال ایجاد باغ وحش ذرات ۲.۰ هستیم.»
هادرون‌ها ذرات زیراتمی در برهم‌کنش قوی هستند که از کوارک‌ها و آنتی‌کوارک‌ها تشکیل شده‌اند. پروتون‌ها و نوترون های آشنایی که می‌شناسید، هر دو هادرون هستند و هر کدام از سه کوارک تشکیل شده‌اند. کوارک ها در شش طعم (بالا، پایین، افسون، شگفت، سر، ته) هستند که می‌توانند به روش‌های مختلف ترکیب شوند تا ذرات منحصربه‌فردی را بسازند.
طرحی گرافیکی از دو تتراکوارک تازه کشف شده
Credit: CERN
برای نمونه پنتاکوارک تازه کشف شده از کوارک‌های عجیب، بالا، پایین و افسون و همچنین یک آنتی‌کوارک افسون ساخته شده است. این نخستین پنتاکوارک شناخته شده‌ی دارای یک کوارک بیگانه است. دو تتراکوارک جدید هم یک جفت هستند: یکی دوبار شارژ است و دیگری شریک خنثی آن به‌شمار می‌رود.
«کریس پارکس» (Chris Parkes) سخنگوی همکاری LHCb در بیانیه‌ی سرن خاطرنشان کرد: «یافتن انواع جدیدی از تتراکوارک‌ها و پنتاکوارک‌ها و اندازه‌گیری ویژگی‌های آن‌ها به نظریه‌پردازان کمک می‌کند تا یک مدل واحد از هادرون‌های بیگانه را توسعه دهند، که در حال حاضر ماهیت دقیق آن تا حد زیادی ناشناخته است. این روند همچنین به درک بهتر هادرون‌های معمولی کمک خواهد کرد.»
ده سال پیش در چنین روزهایی وجود بوزون هیگز تایید شد و فیزیکدانان برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ به یافتن ذرات جدید ادامه می‌دهند. تاکنون ۶۶ هادرون در برخورددهنده کشف شده‌اند و همکاری LHCb مسئول شناسایی ۵۹ مورد از آن‌ها بوده است. سومین اجرای برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ سه‌شنبه آغاز شد و فیزیکدانان انتظار دارند که برخوردهای بسیار پرانرژی تازه، داده‌های بهتری را برای کشف زیربناهای پنهان جهان ما ارائه دهند.
و علاوه بر ذرات جدیدی که از برخوردها بیرون می آیند، داده‌های سودمند زیادی جمع‌آوری خواهد شد. «فریا بلکمن» (Freya Blekman) فیزیکدان ذرات دانشگاه هامبورگ و از مشارکت‌کنندگان در همکاری‌های CMS و FCC-ee گفت: «جست‌وجو برای ذرات جدید حتی نیمی از تمام کارهایی نیست که ما در LHC انجام می‌دهیم. ما مطالعات زیادی هم روی چگونگی چسبیدن مواد به یکدیگر و شیوه‌ی عملکرد این نیروهای شناخته‌شده‌ی هسته‌ای در سطح بسیار جزئی‌تر، انجام می‌دهیم.»
می‌توان گفت که با همکاری «برخورددهنده‌ی هادرون بزرگ با درخشندگی بالا» (HL-LHC) آینده‌ی فیزیک ذرات مانند همیشه روشن است.
عکس کاور: برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ
Credit: Maximilien Brice/CERN
منبع: Gizmodo
