Xicc++ ένα κουάρκ που κανείς δεν είχε δει έως τώρα

Κατηγορία ΘΕΜΑΤΑ, Φυσική

ΦΥΣΙΚΗ

Posted by Youmagazine Staff

 

Οι επιστήμονες του CERN ανακάλυψαν ένα νέο τρισυπόστατο υποατομικό σωματίδιο που θα μπορούσε να ξεκλειδώσει τα μυστικά του σύμπαντος.

Το νέο σωματίδιο ανακαλύφθηκε από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN. Photo: CERN/Fabrice Coffrini. Πηγή: Supplied
ν

Ο ΜΕΓΑΛΟΣ Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) του CERN ανακάλυψε αυτή τη φορά ένα νέο υποατομικό σωματίδιο που περιέχει έναν συνδυασμό από κουάρκ που κανείς δεν είχε δει έως τώρα. Θυμίζουμε ότι τα κουάρκ είναι τα βασικά δομικά στοιχεία της ύλης.
Το σωματίδιο, που ονομάζεται Xicc++, αποτελείται από δύο “Χαριτωμένα” κουάρκ και από ένα “Επάνω” και έχει περίπου τετραπλάσια μάζα από το πρωτόνιο – το πιο γνωστό σωματίδιο από τα βαρυόνια.
Όπως είναι γνωστό, υπάρχουν έξι κουάρκ: Επάνω, Κάτω, Χαριτωμένο, Παράξενο, Κορυφαίο (ή Αληθινό) και Ωραίο (ή Πυθμένας). Τα κουάρκ ποτέ δεν εμφανίζονται μόνα τους, αλλά σε συνδυασμούς.
Για παράδειγμα, δύο Επάνω και ένα Κάτω κουάρκ φτιάχνουν ένα πρωτόνιο. Επίσης, δύο Κάτω και ένα Επάνω φτιάχνουν ένα νετρόνιο. Όλοι αυτοί οι συνδυασμοί ονομάζονται βαρυόνια (baryons) από την ελληνική λέξη για τη βαρύτητα.
Τρία κουάρκ, το Παράξενο, το Χαριτωμένο και το Ωραίο, είναι βαρύτερα από το Επάνω και το Κάτω. Αυτό δεν σημαίνει ότι έχουν μάζα – το αντίθετο μάλιστα. Είναι σαν τα φαντάσματα –άδηλα και φευγαλέα– και εμφανίζονται για τόσο λίγο χρονικό διάστημα, ώστε η παρουσία τους γίνεται αισθητή στις δέσμες των επιταχυντών και στην κοσμική ακτινοβολία. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι τα σωματίδια αυτά υπήρχαν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος.
Το τελευταίο από τα έξι κουάρκ –το Κορυφαίο ή Αληθινό– ανακαλύφθηκε το 1994 και είναι το πιο βαρύ απ’ όλα. Για να το αναπαράγει κανείς χρειάζεται μια τεράστια ποσότητα ενέργειας.
ν


ν

«Το νέο σωματίδιο προβλεπόταν από το Σταθερό Μοντέλο της Φυσικής και η ανακάλυψή του δεν ήταν “ένα σοκ”», δήλωσε ο Μάθιου Τσαρλς (Matthew Charles) του εργαστηρίου φυσικής LPNHE στο Πανεπιστήμιο 4 του Παρισιού.
Ο ερευνητής του Πανεπιστημίου της Υόρκης Randy Lewis και ο Richard Woloshyn καθηγητής στο TRIUMF του Καναδά, είχαν προβλέψει τη σύνθεση και τη μάζα αυτού του άγνωστου βαρυόνιου χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστικό υπολογισμό το 2009.
Ο Μάθιου Τσαρλς είναι ένας από τους 800 επιστήμονες που πήραν μέρος στην ανακάλυψη αυτή από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN).
ν

Το νέο σωματίδιο, ένα βαρυόνιο που ονομάζεται Xicc++, περιέχει δύο βαριά Χαριτωμένα κουάρκ και το κουάρκ Επάνω. Photo: CERN. Πηγή: Supplied
ν

Το Xicc++ είναι ένα ασταθές βαρύνιο, λέει ο Μάθιου Τσαρλς. Ζει για ένα πολύ μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου πριν αποσυντεθεί σε άλλα ελαφρύτερα σωματίδια.
Η ανακάλυψή του θα επιτρέψει στους επιστήμονες να συνεχίσουν να δοκιμάζουν το Πρότυπο Μοντέλο Φυσικής (Standard Model), που αποτελεί σήμερα τη βάση των θεμελιωδών σωματιδίων που συνθέτουν την ύλη και τις δυνάμεις που τη διέπουν.
Ωστόσο, το Σταθερό Μοντέλο δεν μπορεί να εξηγήσει καταστάσεις όπως η σκοτεινή ύλη ή γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη απ’ ότι αντιύλη στο σύμπαν.
Τέλος, το Σταθερό Μοντέλο είναι ασυμβίβαστο με τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν – η δύναμη της βαρύτητας όπως τη γνωρίζουμε δεν φαίνεται να λειτουργεί στην υποατομική κβαντική κλίμακα.
«Ένα μεγάλο μέρος της δουλειάς μας αφορά το να βάζουμε πλάτη στα σημεία όπου το Σταθερό Μοντέλο καταρρέει, προσπαθώντας να βρούμε εναλλακτικές εξηγήσεις», λέει ο Μάθιου Τσαρλς.
«Ένα από τα πράγματα που θα μπορούσαμε να κάνουμε με τέτοια σωματίδια είναι να τα χρησιμοποιήσουμε για την πραγματοποίηση περαιτέρω δοκιμών», εννοώντας με αυτό το σχέδιο κατασκευής ενός ακόμη μεγαλύτερου επιταχυντή στο CERN.

 

 

Δείτε επίσης

 

Διεισδύοντας στο άγνωστο: ο νέος επιταχυντής του CERN