กว่าสามปีหลังจากค้นพบอนุภาคกึ่งอะตอมที่ไม่เคยเห็นมาก่อนตอนนี้นักฟิสิกส์รู้ว่าอนุภาคเหล่านี้ - เรียกว่า pentaquarks - รวมตัวกันอย่างไร
การวิจัยใหม่เผยให้เห็น pentaquarks ชนิดใหม่ทั้งหมดสามชนิดและแสดงว่ามันทำจากสององค์ประกอบ: คลัสเตอร์สามควอร์กหนึ่งเรียกว่า baryon และ quark และ antiquark หนึ่งคู่ที่เรียกว่าอนุภาค meson
Tomasz Skwarnicki หัวหน้านักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยซีราคิวส์ในรัฐนิวยอร์กกล่าวว่า“ เรามีภาพที่คมชัดมากและเราพูดว่า 'โอพระเจ้าของฉันมีหลายสิ่งที่เราไม่ได้จินตนาการเอาไว้”
โครงสร้าง Subatomic
Quark เป็นอนุภาคย่อยที่มีหกประเภท (ขึ้น, ลง, แปลกประหลาด, เสน่ห์, ล่างและบน) พวกเขาคือหน่วยการสร้างของโปรตอนและนิวตรอนซึ่งทำจากควาร์กสามอัน อนุภาคสามควาร์เหล่านี้รู้จักกันในชื่อของแบริออน อนุภาคที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งคืออนุภาคอนุภาคทางฟิสิกส์ แต่ละอันประกอบด้วยควาร์กและโบราณวัตถุ Antiquarks เป็นลูกพี่ลูกน้องของแอนทายแมทเทอร์แห่งควาร์ก
ในปี 1960 เมื่อนักฟิสิกส์ได้ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับควาร์กเหล่านี้เป็นครั้งแรกพวกเขาตระหนักว่าไม่มีเหตุผลที่จะไม่มีอนุภาคที่ทำจากควาร์กสี่หรือห้าควาร์นิกกีบอกวิทยาศาสตร์สด แต่ไม่มีหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับอนุภาคห้าควาร์กหรือเพนทาควาร์กนั่นคือจนถึงปี 2015 เมื่อ Skwarnicki และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบวัตถุระหว่างอนุภาคที่สร้างขึ้นโดยการชนใน Large Hadron Collider ในเจนีวา
ในเวลานั้น Skwarnicki กล่าวว่าข้อมูลมีหมอกเล็กน้อย ตั้งแต่นั้นมานักวิจัยได้เพิ่มจำนวนข้อมูลที่มีใน pentaquarks เหล่านี้ด้วยปัจจัยที่เก้า นั่นนำไปสู่ภาพที่คมชัดกว่าเดิมมาก Skwarnicki กล่าว
ลูกบอลแห่งควาร์ก
สิ่งแรกที่นักวิจัยค้นพบคือมีห้าเพนตาควอร์กแยกกันของมวลที่เป็นเอกลักษณ์ทั้งสามในบรรดาอนุภาค LHC อันก่อนหน้านี้ไม่ถูกตรวจจับ อีกสองคนปรากฏตัวเป็นเข็มหนึ่งในสเปกตรัมของมวลอนุภาคในการศึกษาปี 2558 แต่ตอนนี้เห็นได้ชัดว่าเป็นอนุภาคสองอนุภาคที่มีมวลแยกกัน
สิ่งสำคัญที่สุดคือข้อมูลใหม่เปิดเผยโครงสร้างภายในของ pentaquarks เหล่านี้ ก่อนหน้านี้ Skwarnicki กล่าวว่ามันไม่ชัดเจนว่าห้าควาร์กถูกจัดเรียงไว้ใน pentaquark อย่างไร พวกเขามีปฏิสัมพันธ์กันหรือไม่? หรือว่ามีสองกลุ่ม - หนึ่ง barkon สามและ quon หนึ่งอนุภาค (อนุภาคที่ทำจาก quark และโบราณวัตถุ) ที่มีปฏิสัมพันธ์กับแต่ละอื่น ๆ ?
ข้อมูลใหม่เปิดเผยว่าเป็นกรณีหลัง ขึ้นอยู่กับว่าควาร์กสลายตัวอย่างไร - พวกมันไม่เสถียรและมีอยู่เพียงช่วงสั้น ๆ ก่อนที่จะเปลี่ยนการตั้งค่า - พวกมันจะต้องทำจากการโต้ตอบกับ baryons และ mesons, Skwarnicki กล่าว เพนตาควาร์กประกอบด้วยควาร์กเสน่ห์, ควาร์กป้องกันเสน่ห์, ควาร์กสองค็อคและควอร์กลง พวกมันมีมวลแตกต่างกันเนื่องจากควาร์กมีอยู่ในสถานะควอนตัมที่แตกต่างกัน
"ความสำคัญของการสังเกตการณ์ใหม่คือตอนนี้มันชี้ไปในทิศทางที่ชัดเจน" เขากล่าว เพนตาควอร์กแต่ละหลังนั้นทำจากแบริออนที่มีสามควาร์กข้างในและเมซอนที่มีควาร์กและแอนทีค
“ มันเหมือนกับควาร์กสองลูกที่แยกจากกัน” Skwarnicki กล่าว
Skwarnicki นำเสนอผลลัพธ์ที่ 26 มีนาคมที่ประชุมฟิสิกส์ Rencontres de Moriond ใน La Thuile, อิตาลี นักวิจัยวางแผนที่จะทำการตรวจวัดเพิ่มเติมเพื่อยืนยันสิ่งที่พวกเขาค้นพบ Skwarnicki กล่าวและพวกเขาวางแผนที่จะค้นหาการเตรียมการเพนทาควาร์เพิ่มเติม
“ ฉันมั่นใจจริง ๆ ว่าในอนาคตเราจะเห็นอนุภาคประเภทเพนทาควอร์กเหล่านี้มากขึ้น” เขากล่าว
