Ein-meson-und baryon zusammen geklebt in ein pentaquark.Illustration: Daniel Dominguez/CERN
Neue Ergebnisse der weltweit größte Teilchenbeschleuniger, beleuchten die Struktur des pentaquark, ein exotisches Teilchen aus fünf quarks aneinander gebunden.
Quarks, die subatomaren Teilchen, aus denen Protonen und Neutronen aufgebaut sind, in der Regel binden Sie zusammen in Paaren oder Dreiergruppen zu bilden Klassen von Teilchen, sogenannte Mesonen und Baryonen, beziehungsweise. Aber die jüngsten Analysen der Daten am Large Hadron Collider in Genf, Schweiz haben gezeigt, die Existenz von größeren Aggregationen, wie die fünf-quark pentaquark. Jetzt haben die Wissenschaftler in der Lage, crunch noch mehr Daten, um zu verstehen, wie die quarks angeordnet sind, in diese sonderbare pentaquark-Teilchen. Es scheint in der Tat, die Wissenschaftler beobachtet, dass ein baryon gebunden an ein meson bilden eine merkwürdige neue Art von übernatürlicher Molekül.
Die LHC-Maschinen beschleunigt werden Pakete von Protonen auf fast Lichtgeschwindigkeit, dann spritzt Sie in einem paar von magnetischen Kreisen, die sich auf vier Punkte. Die hochenergetischen Partikel kollidieren, ist die Freigabe von Energie und Masse in form von anderen Teilchen, die sonst nicht zugänglich hier auf der Erde. Detektoren wie der LHCb-Detektor sitzen bei dieser Kollision Punkte und zeichnen Sie die daraus resultierende spray von Partikeln. Die Wissenschaftler Daten zu vergleichen, um die Gesetze der Physik, wie Sie Sie verstehen, in der Hoffnung zu finden, unbeobachtet aber Teilchen oder unerwartete Abweichungen von diesen Gesetzen.
Zurück im Jahr 2015 (und bestätigt im Jahr 2016), Wissenschaftler beobachtet ein paar “Spitzen” in Ihrer Analyse der Daten, eine wörtliche peak auf ein Diagramm, wo Sie sahen, mehr hits im Detektor als sonst zu erwarten wäre. Der Gipfel zeigte die Anwesenheit von Assemblagen von fünf quarks, bekannt als pentaquarks, etwa das 4,5-fache der Masse eines Protons. Aber Fragen blieben offen, um die Natur dieser Partikel, wie Ihre interne Konfiguration.
Nach der Einnahme eine ganze Menge mehr Daten, LHCb-Forscher entdeckt noch ein pentaquark, und festgestellt, dass einer der pentaquarks entdeckt, der im Jahr 2015 eigentlich zwei pentaquarks in der Nähe in der Masse. Dieses mal haben die Forscher erkannt, dass die Spitzen waren sehr Dünn—das bedeutet, Sie konnten, um hochauflösende Messungen der pentaquarks ” Masse.
Die high-resolution-Stück ist wichtig, Tomasz Skwarnicki, Physik-professor an der Syracuse Universität und der Physiker von der LHCb Kollaboration, erklärt Gizmodo. Von der heisenbergschen Unschärferelation, gibt es eine Beziehung zwischen dem, wie gut Sie Messen die Energie von Teilchen, wie gut Messen Sie die Höhe der Zeit es braucht, für das Teilchen zu zerfallen. Wenn die Partikel wurden zu zerfallen schnell, die Forscher würden nicht in der Lage gewesen, um die skinny Gipfeln, die Sie beobachtet. Die Theorie, dass ein pentaquark ist eigentlich ein drei-quark-Teilchen und ein zwei-quark-Teilchen aneinander gebunden erklären würde diesen lange Leben.
Unter dieser Theorie, es ist fast wie ein paar exotische Teilchen miteinander verbunden sind, die in einem seltsamen Molekül, das konnte nur existieren, in dem Energien geschaffen für den LHC. Dieses Molekül wäre, zusammengehalten durch die starke Kernkraft eher als der Elektromagnetismus, die Kraft, die bindet die meisten Moleküle. Erwarten Sie nicht, pentaquarks finden Sie alle praktischen Einsatz hier auf der Erde—Sie verfallen sehr schnell. Aber vielleicht existieren Sie in den Zentren der seltsame Objekte im Raum, wie Neutronensterne, Skwarnicki sagte.
Die zwei-quark-drei-quark-Molekül-Theorie ist nicht der einzige Weg, um die Beobachtungen zu erklären, wenn nach Papier veröffentlicht in Physical Review Letters. Wie üblich, “experimentelle und theoretische Prüfung” erforderlich ist, um vollständig zu vereinheitlichen und die innere Struktur dieser pentaquarks.
Aber Dank der mehr Daten, wir sind näher, um wirklich, Sie zu verstehen.
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