La conferința de la Veneția (Italia) a Societății Europene de Fizică a fost anunțată descoperirea unei noi particule compuse din trei quarci: doi dintre aceștia sunt quarci de tipul „charm”, mult mai grei decât cei „up” și “down” care compun protonii și neutronii. Denumită Xi, noua particulă este importantă în înțelegerea mai aprofundată a forței nucleare tare și rolul acesteia în Univers.

La exact cinci ani de când a fost făcută publică descoperirea bosonului Higgs, cel care ne ajută să înțelegem cum de au particulele masă, o nouă descoperire, particula Xi, a fost recent anunțată de către cercetătorii colaborării LHCb. Rezultatele urmează să fie publicate în Physical Review Letters.

LHCb este un experiment la marele accelerator de particule de la Geneva (Large Hadron Collider – LHC) care are ca obiectiv principal să studieze diferențele între materie si antimaterie, adică între comportamentul particulelor și al antiparticulelor de un anumit fel. LHCb a realizat însă multe alte descoperiri, printre care și cea a barionului Xi.

Ce este un barion? Protonii și neutronii sunt exemple de barioni, adică de particule compuse din trei quarci. Quarcii sunt particule elementare din cadrul Modelului Standard al fizicii particulelor elementare, care conține șase tipuri de quarci: up, down, charm, strange, top și bottom. Ultimul dintre aceștia (top) a fost descoperit către sfârșitul secolului trecut.

Protonii și neutronii sunt compuși din quarci up și down (protonul conține doi quarci up și unul down iar neutronul doi quarci down și unul up). Quarcii sunt legați în cadrul barionilor de către forța nucleară tare, care are ca mediator al interacțiunii așa-numiții „gloni”. Aceștia funcționează ca un fel de lipici ce ține quarcii împreună.

Noua particulă descoperită de cercetătorii de la LHCb conține doi quarci de tip charm și unul up. Quarcii de tip charm sunt mult mai grei decât cei up și down. Xi este prima particulă descoperită până în prezent care conține doi quarci de tip charm. Masa acestei particule este de circa 3.6 GeV, fiind de aproape patru ori mai grea decât protonul.

Forța nucleară tare nu este încă pe deplin înțeleasă: știm că quarcii sunt „prizonieri” în barioni și că nu există quarci liberi în Univers. Se crede că imediat după Big Bang toate particulele, inclusiv quarcii, nu erau încă legate în particulele de astăzi (neutroni, protoni), ci formau un fel de plasmă de quarci și gluoni.

Cum putem să ne imaginăm particula Xi? Cercetătorii de la LHCb ne sugerează un model asemănător cu un sistem planetar care conține două stele ce orbitează una în jurul celeilalte (quarcii charm) și o planetă (quarcul up) care, la rândul ei, orbitează în jurul celor două stele. Evident că în lumea particulelor, unde legile mecanicii cuantice își spun cuvântul, această imagine este doar o aproximație, care nu are multe legături cu ceea ce se întâmpla în realitate.

Xi este o particulă deosebit de instabilă: ea se dezintegrează în circa a mia parte dintr-a miliarda parte dintr-o secundă! O viață cu adevărat extrem de scurtă. Se crede că astfel de particule ar putea lua naștere nu doar la acceleratorul de la Geneva, în urma ciocnirii între protonii de energie foarte mare care circula acolo, ci și în urma interacțiunii razelor cosmice cu nucleele atomilor din atmosferă. Protoni cu energie extrem de mare care sunt generați în exploziile Supernovelor ar putea ajunge până la noi și da naștere inclusiv la particula Xi în atmosferă.

La ora actuală cercetătorii sunt pe urmele unor particule și mai exotice decât Xi: cele care conțin pe lângă doi quarci charm un quark de tip strange de exemplu. Studiul acestor particule ne va ajuta să înțelegem mai bine cum gluonii reușesc să țină quarcii împreună în nucleele atomilor și care este rolul interacțiunii nucleare tari în Univers.

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

85 − = eighty one