Borbála, Barbara, János2021. december 04., szombat
Tudomány

Egzotikus pentakvark-részecskék a CERN-ben

2015.07.16.NG
National Geographic Magyarország

A CERN Nagy Hadronütköztetőjében (LHC) felfedezték a pentakvark néven ismert részecskék egy új fajtáját.

Az együttműködő tudósok a Physical Review Letters nevű folyóiratnak elküldött tanulmányukban számolnak be a felfedezésről. „A pentakvark nem egyszerűen egy új részecske – tájékoztatott Guy Wilkinson, az LHCb szóvivője. – Ez a kvarkok, nevezetesen a közönséges protonok és neutronok alapvető komponenseinek egy olyan mintájú összekapcsolódása, amelyet a kísérleti kutatások több mint ötven éve alatt mindeddig nem sikerült megfigyelni. A pentakvarkok tulajdonságainak vizsgálatával talán jobban megérthetjük, hogyan épül fel a közönséges anyag, vagyis a protonok és neutronok, amelyekből mi magunk is állunk.”

Az anyag szerkezetéről alkotott elképzelésünket 1964-ben forradalmasította Murray Gell-Mann amerikai fizikus, aki felvetette, hogy a barion néven ismert részecskefajta – amelybe a protonok és neutronok tartoznak – három szakaszosan töltött részből áll, amelyeket kvarkoknak nevezünk, egy másik részecskefajtát, a mezonokat pedig kvark−antikvark-párok alkotják. Ezért a munkáért Gell-Mann 1969-ben fizikai Nobel-díjat kapott. Ez a kvarkmodell más kvark-összetételű állapotok – pl. a négy kvarkból és egy antikvarkból álló pentakvarkok – létezését is elképzelhetővé teszi. Mostanáig azonban nem találtak döntő bizonyítékot a pentakvarkok létezésére.

A kvarkok lehetséges elhelyezkedése egy olyan pentakvark-részecskében, amilyet az LHCb-kísérletben felfedeztek. Az öt kvark kötődhet szorosan.

Összeállhatnak egy mezonból (egy kvark és egy antikvark) és egy barionból (három kvark) összetevődő, gyenge kötésű molekulává is.

Az LHCb kutatói egy Λb (Lambda b) néven ismert barion három más részecskére − egy J-pszíre (J/ψ), egy protonra és egy töltött kaonra − bomlásának vizsgálatával keresték a pentakvarkokat. A J-pszí és a proton tömegspektrumának vizsgálatából kiderült, hogy keletkezésükkor időnként köztes állapotok is kialakulnak. Ezeknek a Pc (4450)+ és Pc (4380)+ nevet adták.

„Az LHC által előállított nagy adathalmazt és detektorunk kiváló pontosságát kihasználva, e jelek összes lehetőségét megvizsgáltuk, és arra a végkövetkeztetésre jutottunk, hogy ezek csak a pentakvark állapotokkal magyarázhatók meg, pontosabban: ezt az állapotot két fel kvarknak, egy le kvarknak, egy bájos kvarknak és egy antibájos kvarknak kell alkotnia – mondja Tomasz Skwarnicki, a Syracuse-i Egyetem fizikusa.”

A pentakvarkok keresésére irányuló korábbi kísérletek nem bizonyultak meggyőzőnek. Az LHCb-kísérlet abban különbözik tőlük, hogy ez sokféle látószögből képes keresni a pentakvarkokat, amelyek mindegyike ugyanabba az irányba mutat. Olyan, mintha a korábbi vizsgálatok csak körvonalakat kerestek volna a sötétben, az LHCb viszont lámpafényben és minden szögből végezné a keresést. A következő lépésben a kvarkoknak a pentakvarkon belüli kötődését fogják vizsgálni.

„A kvarkok kötődhetnek szorosan – állítja Liming Zhang, a Tsinghua Egyetem fizikusa –, de lazán is kapcsolódhatnak egyfajta mezon−barion-molekula formájában, amelyben a mezonra és a barionra egy jelentős maradék erő hat, hasonló ahhoz, amely a protonokat és neutronokat atommaggá egyesíti.”

E lehetőségek megkülönböztetéséhez, illetve az egyéb lehetséges pentakvarkok felderítéséhez további vizsgálatokra lesz szükség. Az LHCb-csapat második LHC-kísérletében keletkező új adatok közelebb vihetnek e kérdések megoldásához.

Hozzászólások

Ismeretlen rokonunk lábnyomaira bukkanhattak

Ismeretlen rokonunk lábnyomaira bukkanhattak

Az 1970-es években feltárt nyomokat eddig medvékhez kötötték, egy új elemzés alapján ugyanakkor egy korai hominina hagyhatta őket.

Miként válnak szabályossá az igazgyöngyök?

Miként válnak szabályossá az igazgyöngyök?

A kagylók akkor fejlesztenek gyöngyöket, ha egy irritáló kis szemcse kerül a testükbe, a gyöngy ezt burkolja be.

Ragyogó planetáris ködöt fotózott a Hubble

Ragyogó planetáris ködöt fotózott a Hubble

A felvételen az objektumban megannyi struktúra rajzolódik ki.

Egy atombombához hasonló pusztítást végzett a Vezúv

Egy atombombához hasonló pusztítást végzett a Vezúv

Újabb áldozat maradványait tárták fel Herculaneum városánál.

Kardhalra hasonlító tengeri őshüllőt találtak

Kardhalra hasonlító tengeri őshüllőt találtak

Az állat mintegy 130 millió éve élt, és a segítségével a halgyíkok evolúciójába kapunk betekintést.

National Geographic 2021. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 995 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket