Tajemnicza Z(3900)
Naukowcy badający pewną mało znaną cząstkę trafili na ślad jeszcze bardziej egzotycznej materii. Odkrycia dokonały, niezależnie od siebie, dwa zespoły. Jeden japoński pracujący w ramach eksperymentu Belle oraz chiński zajmujący się eksperymentem BESIII.
Obie grupy badały odkrytą w 2005 cząstkę Y(4260). Powstaje ona wskutek zderzenia elektronu z pozytonem i rozpada się po 10-23 sekundy. Podczas obu badań zauważono pojawienie się nadmiaru danych przy energiach 3,9 gigaelektronowoltów (GeV). Po bliższym przyjrzeniu się danym naukowcy stweirdzili, że być może mają do czynienia z nową cząstką Z(3900), która prawdopodobnie składa się z czterech kwarków. Dotychczas nikt nie udowodnił, że tak zbudowane cząstki istnieją, chociaż trafiano na dane to sugerujące.
Japończycy i Chińczycy zauważyli w sumie ponad 460 cząstek Z(3900), co może wskazywać, iż nie mamy do czynienia jedynie ze statystycznym odchyleniem. Dotychczas zdobyte dane sugerują, że Z(3900) ma ładunek elektryczny, a w jej skład wchodzą m.in. kwark powabny i antykwark powabny. Według najprostszych modeli pozostałymi dwoma kwarkami moga być kwark górny i antykwark dolny.
Możliwe jest też inne wytłumaczenie wspomnianego fenomenu. Niewykluczone, że Z(3900) składa się z dwóch kwarków - takie cząstki są znane - ale oddziaływania pomiędzy nimi są tak silne, że wyglądają, jakby były zbudowane z czterech kwarków. Jeśli prawdziwe jest takie wyjaśnienie - a ku niemu skłania się jeden z chińskich naukowców - to będzie oznaczało, że doszło do odkrycia teoretycznie postulowanej "molekuły hadronowej".
Zapał miłośników nauki z pewnością ostudzi trzecie, najmniej ekscytujące wyjaśnienie. Niewykluczone, że Z(3900) to dwie cząstki, z których każda składa się z dwóch kwarków. Cząstki wpływają na siebie nawzajem, jednak ich interakcja nie jest na tyle silna, by utworzyły pojedynczą cząstkę.
Oba zespoły naukowe chcą teraz stworzyć jak najwięcej Z(3900) i obserwować ich rozpad. On bowiem wyjaśni charakter zauważonej cząstki. Uczeni mają nadzieję, że ostatecznie rozstrzygnięcie zapadnie w przyszłym roku.
Komentarze (8)
antykwant, 18 czerwca 2013, 12:32
Czyli elektron nie jest cząstką elementarną?
pogo, 18 czerwca 2013, 12:50
To cząstki nie mogę się przekształcać jedne w drugie?
Z tego co wiem tylko dzięki temu zjawisku istnieje możliwość zbudowania 4He z 4 protonów (1H jest podstawowym budulcem gwiazd, więc neutronów tam brakuje, a jednak skądś się pojawiają).
Wydaje mi się, że przy dużych energiach zderzeń mogą powstawać cięższe "obiekty" z lżejszych (E=mc2, więc przy dużej energii kinetycznej jest co przekształcić w dodatkową masę)
Mariusz Błoński, 18 czerwca 2013, 14:03
@antykwant: nie rozumiem pytania....
pogo, 18 czerwca 2013, 14:31
Ja rozumiem jego pytanie. Elektron i pozyton to cząstki elementarne (konkretnie leptony), nie składają się już z niczego mniejszego, więc według niego nie mogą się rozpaść na kwarki, które też są cząstkami elementarnymi.
Ale tę kwestię chyba wyjaśniłem w swoim poprzednim poście - przynajmniej na tyle, ile sam ją rozumiem.
Mariusz Błoński, 18 czerwca 2013, 20:13
Paniał
http://en.wikipedia.org/wiki/Electron%E2%80%93positron_annihilation
tommy2804, 20 czerwca 2013, 19:11
Ciekawe jakie właściwości miałaby materia zbudowana z takich cząsteczek...
madan, 24 czerwca 2013, 23:05
@Pogo,
protony są tak samo elementarne, jak elektrony. Jak wiesz, protony, to hadrony, cząstki posiadające budowę kwarkową. Natomiast elektrony (jak słusznie zauważyłeś, to leptony. Te nie posiadaja budowy kwarkowej. Wcale nie znaczy to, że na elektronach się kończy podział. Mnogość cząstek swiadczy o tym, że jeszcze daleko nam do prawdziwej elementarności. Na razie fizyka traktuje cząstki jako punkty materialne, ale to się zmieni, sądzę, że w niedługim czasie.
pogo, 25 czerwca 2013, 08:17
Różne są definicje cząstki elementarnej.
Ale rzeczywiście aby nie było niejasności lepiej używać określenia "cząstki fundamentalne" (ta definicja zakłada, że kwarki i elektrony kiedyś mogą przestać być cząstkami fundamentalnymi, gdy tylko uda się je podzielić na coś jeszcze mniejszego)