Fyzici objavili novú záhadnú časticu

Môže to byť vôbec prvá objavená častica, ktorá sa skladá zo štyroch kvarkov.

Japonský experiment Belle narazil na neznámu časticu, potvrdila ju aj Čína.(Zdroj: BELLE/KEK)

TOKIO, BRATISLAVA. Záhada sa objavila už v roku 2006. Americký tím fyzikov vtedy narazil na akúsi zvláštnu časticu, ktorá dostala podobne čudný názov: Y(4260). Príliš nezapadala do známych modelov a dodnes je okolo nej množstvo tajomstiev. No už tento objav naznačil, že v časticovom zverinci sa môžu ukrývať ďalšie veľké prekvapenia.

To sa teraz potvrdilo. Dva detektory nezávisle od seba narazili na drobný kúsok mikrosveta, ktorý pôvodne jestvoval len krátko po vzniku vesmíru. A mohlo by ísť nielen o prvý známy tetrakvark, čosi, čo dosiaľ nikdy nikto nepozoroval. Ale dokonca o otvorenie dvier k ďalším druhom hmoty či k lepšiemu pochopeniu kozmu.

Prvý tetrakvark

Fakty
Kvarky

Sú to elementárne častice.

Skladajú sa z nich nielen protón či neutrón - baryóny, ale aj mezóny. Tie prvé majú po tri kvarky, druhé pár kvark-antikvark.

Ich existenciu predpovedali v roku 1964, overili o štyri roky neskôr.

Svet okolo nás vrátane stromov, počítačov, električiek či ľudí je poskladaný z drobných častíc. Látky sú vytvorené z molekúl, tie z pospájaných atómov, kde okrem poletujúcich elektrónov sú i jadrá z protónov a neutrónov.

Ak pôjdeme hlbšie, narazíme na kvarky, šesť rôznych druhov elementárnych častíc, ktoré sa navzájom i so svojimi antičasticami rôzne spájajú. A to, ako sa spájajú, určuje výsledok.

Japonský a čínsky tím sa preto rozhodli znovu preskúmať tieto maličké základné kamene vesmíru. A ako prostriedok im prišla vhod práve čudná anomália prezývaná Y(4260).

Vedci tak skúmali zrážky elektrónov s pozitrónmi, až na tieto častice narazili a potom sledovali ich rozpady. Napokon si všimli úplne novú záhadu - objavili totiž ďalšiu časticu.

Keďže jej hmotnosť sa pohybovala okolo 3,9 GeV (asi ako štyri protóny), nazvali ju podobne exoticky ako jej matku: Z(3900). Možno tak fyzici objavili vôbec prvý tetrakvark, časticu poskladanú nie z dvoch (v princípe ako mezóny) alebo troch (ako napríklad protón) menších kúskov. Ale zo štyroch.

„Tá častica sa objavila ako úplné prekvapenie,“ hovorí podľa magazínu Nature Č'-čching Liou z pekinského Inštitútu pre fyziku vysokých energií. Je prvým autorom jednej zo štúdií, ktoré objav častice opísali v odbornom magazíne Physical Review Letters.

Ďalšie podobné

Na čudnú anomáliu vo svojich dátach narazili fyzici najskôr na japonskom detektore Belle v Cukube. Neskôr ešte väčší počet potvrdil čínsky detektor BESIII - a tých častíc bolo toľko, že nielenže to bol jasný objav, ale prakticky aj vylúčil chybu. Nová častica sa v dátach objavila viac ako štyristokrát.

„Vybrali sa preskúmať vlastnosti iného exota a našli tohto,“ komentuje to pre Wired časticový fyzik Eric Swanson. „Predtým sme nič podobné nevideli, preto je to také vzrušujúce.“

Súčasné teórie častice poskladané zo štyroch kvarkov nevylučujú. Keďže však na ne dosiaľ nik nenarazil, odborníci si mysleli, že možno ani nejestvujú.

Fyzici sú však teraz rozdelení v názore, čo to vlastne Z(3900) je. Či to je naozajstný pravý tetrakvark, prvý známy v dejinách, alebo iba čudné o dosiaľ nepozorované spojenie dvoch bežnejších častíc.

Keďže novoobjavená častica je relatívne stabilná, pravdepodobnejšie vysvetlenie je, že vedci naozaj narazili na nový stavebný kameň hmoty. To by mohlo viesť k ďalším podobným objavom, náznaky sa totiž už objavili.

DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.252002

Ako časticu hľadali?

Vedci si prezerali rozpady častíc. Narazili tak na úplne novú.

BRATISLAVA. Trochu to pripomínalo detektívku. Vedci mali množstvo neporiadku na mieste činu, mali dokonca aj pravdepodobného páchateľa. No niekde medzi možným páchateľom, záhadnou časticou Y(4260) a jej rozpadmi mohlo čosi chýbať.

Fyzici sa teda podľa Ars technica lepšie pozreli na rozpady súvisiace s jej príbuzným, časticou J/psí, ktorá je zložená z pôvabného kvarku a antikvarku. A na tie zase v dátach narazili tak, že sledovali jej vlastné rozpady na elektróny a pozitróny, prípadne na mióny a antimióny.

Keď tieto udalosti konečne vyfiltrovali, pokúsili sa zistiť, výsledkom akého rozpadu je samotná častica J/psí. A vtedy vo svojich dátach uvideli čosi neznáme. Nakoniec to „čosi“ dostalo označenie Z(3900).

Tomáš Prokopčák

Chcete dostať upozornenie na najnovší článok tohto autora?
Objednajte si notifikáciu priamo na váš e-mail.
Odoberať autora na email

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. OMV má riešenie na neohlásených kuriérov
  2. Platíte si poistenie domova zbytočne?
  3. Volkswagen T-Cross má z každého niečo
  4. Prežije tisícročia. Papier vyrábajú 2000 rokov starou metódou
  5. Kde robia v Bratislave najlepšiu kávu? Vybrali sme 6 kaviarní
  6. Objavte silu Q10 a zredukujte vrásky počas 4 týždňov
  7. SME pripravení na komunálne voľby vo veľkom štýle
  8. First moment na leto 2019 je tu: 13 letovísk s výraznými zľavami
  9. Hidradenitída - kožná choroba, o ktorej sa nehovorí
  10. Rozhodnite v sobotu o starostoch aj o svojom dôchodku!
  1. Platíte si poistenie domova zbytočne?
  2. Odborná exkurzia po vodných stavbách v Českej republike
  3. Diskusný stôl na tému Energetická certifikácia budov
  4. Druhy ochranných známok
  5. OMV má riešenie na neohlásených kuriérov
  6. Volkswagen T-Cross má z každého niečo
  7. Prežije tisícročia. Papier vyrábajú 2000 rokov starou metódou
  8. Kde robia v Bratislave najlepšiu kávu? Vybrali sme 6 kaviarní
  9. Modesta Real Estate úspešne sprostredkovala obchodnú transakciu
  10. Už viete, čo spravíte s ojazdenými, letnými pneumatikami?
  1. First moment na leto 2019 je tu: 13 letovísk s výraznými zľavami 25 383
  2. Prežije tisícročia. Papier vyrábajú 2000 rokov starou metódou 24 242
  3. Kde robia v Bratislave najlepšiu kávu? Vybrali sme 6 kaviarní 18 620
  4. SME pripravení na komunálne voľby vo veľkom štýle 9 709
  5. Rozhodnite v sobotu o starostoch aj o svojom dôchodku! 9 097
  6. Hidradenitída - kožná choroba, o ktorej sa nehovorí 8 147
  7. Neukladajte si nič, čo vás môže ohroziť. Ako zabezpečiť telefón? 7 952
  8. 5 brigád, ktoré pomôžu v budúcej kariére 6 833
  9. 8 vecí, ktoré môžu ohroziť úspešné podnikanie 6 546
  10. Objavte silu Q10 a zredukujte vrásky počas 4 týždňov 3 816