Misztikus elemi részecskét találtak – az anyag új formája?

Az új részecskét a cukubai (Japán) nagy energiájú gyorsítóban állították elő, igaz csak a másodperc egytrilliomod részének is csupán az egymilliárdod részéig volt „életben” a különleges részecske.

A misztikus mezonnak – amelyet a kevésbé fantáziadús X(3872) kódnévre kereszteltek el – jónéhány sajátos tulajdonsága van. Így például viszonylag nagy a tömege. Súlya ugyanis egy héliumatomhoz hasonlítható, vagyis két proton és két neutron tömegével azonos nagyságrendű. (A mezonok az úgynevezett erős kölcsönhatásban részt vevő, egész spinű részecskék. A spin a részecskék forgó, pörgő mozgását jellemzi.)

A viszonylag „nagytestű” mezont, illetve annak nyomait csak futólag pillanthatták meg a tudósok, mert az atomok széttörésekor keletkező részecske nagyon rövid élettartamú. Ugyanakkor a súlyához képest a misztikus mezon viszonylag sokáig volt megfigyelhető (a már említett töredék másodperc erejéig). A japán kutatók szerint a részecske létezése mindenesetre az eddig érvényesnek tekintett anyag szerkezeti elméletek megváltoztatásához vezethet. t megmagyarázni.

A szép-mezonok bomlása

Az X(3872)-re egyébként az úgynevezett „beauty” (szép) mezonok bomlásakor keletkezett „törmelékben” akadtak rá a japán tudósok. A cukubai mezongyárban ugyanis sorozatban termelik az úgynevezett szép-mezonokat, amelyek lebomlásakor különböző részecskék keletkeznek – például az X(3872). Maga a misztikus mezon sem hosszú életű azonban: gyorsan ez a mezon is tovább bomlik, és más részecskék keletkeznek belőle, amelyek stabilabbak, hosszabb ideig létezhetnek.

A szubatomi, vagyis az atomoknál kisebb részecskéket a tudósok tömegük, spinjük és elektromos töltésük alapján osztályozzák. Az X(3872) azért különleges, mert nem illik az eddigi sémába, amelyet a részecskékről felállítottak. Éppen ezért a világ fizikusai szinte azonnal rávetették magukat a témára, és igyekeznek a jelenséget megmagyarázni. A japán kísérletet egyébként máris sikerült megismételni a Fermi Laboratóriumban, az amerikai Illinois állambeli gyorsítóban. Itt működik a világ legnagyobb „atomtörője”, a Tevatron nevű szerkezet, és itt ruházták fel a jobban hangzó „misztikus” jelzővel a kissé fantáziátlan japán elnevezésű X(3872)-est.

Miért különleges a részecske?

Miért különleges ez a misztikus részecske? Egy normál mezon egy kvarkból és egy antikvarkból áll, amelyeket a „színes erő”, vagyis a természetben előforduló legerősebb kölcsönhatása tart össze. A mezonok száma és fajtái rendkívül változatosak, miután rendkívül sokféle kombinációt alkothatnak a kvarkok és antikvarkok.

Az X(3872) azonban olyan elrendezésben tartalmazza az alkotóelemit, amelyek nem illenek az eddigi teóriákba – írja a BBC. A misztikus mezon felfedezése nyomán tehát valószínűleg át kell írni a „színes erők” elméletét, minthogy az X(3872) eddig soha nem látott módon négy kvarkból, egészen pontosan két kvarkból és két antikvarkból áll.

A New Scientistnek nyilatkozó fizikus, az MIT-n dolgozó Gerry Bauer szerint az anyag egy új formájának felfedezését is jelentheti a misztikus mezon, s mindez új utakat nyithat a kutatásban is.

A német Spiegel Online szerint egyébként a teoretikusok a hetvenes években már felvetették, hogy egy az X(3872)-eshez hasonló részecskének léteznie kellene, de kísérleti bizonyítékot nem találtak erre. Az eddigi legjobb bizonyíték egyébként a DS(2317) volt, amelyet 2003 áprilisában fedeztek fel a Stanford Linear Accelerator Centre-ben, a kaliforniai gyorsítóközpontban.