Füüsikud leidsid uue tetrakvargi ({{commentsTotal}})

Tetrakvark X(5568) kunstniku nägemuses.
Tetrakvark X(5568) kunstniku nägemuses. Autor/allikas: Fermilab

Aastaid Ameerika Ühendriikides Fermilabis prootoneid põrgutanud Tevatroni kiirendi poolt kogutud andmeid analüüsinud teadlased on leidnud jälgi uuest aineosakesest – neljast erinevast elementaarosakesest koosnevast tetrakvargist.

Pea poole sajandi eest avastatud kvargid on teadaoleval kõige väiksemad jagamatud aineosakesed. Samas ei leia tänapäeval neid kunagi üksinda. Reeglina moodustavad need selle asemel kahest või kolmest kvargist koosnevaid liitosakesi. Kolmest kvargist koosnevate hadronite hulka saab arvata näiteks aine peamised koostisosad – prootonid ja neutronid. Kokku võivad kuus erinevat aineosakest omavahel erineval viisil kombineerudes moodustada sadu erinevaid osakesi.

Kuigi osakestefüüsikud ennustasid juba varem, et teoreetiliselt saavad kvargid teatud tingimustel moodustada ka rohkem kui kolmest kvargist koosnevaid liitosakesi, nähti esimest tetrakvarki alles 2003. aastal. Sellest ajast saadik on suuremates osakeste põrgutites veel mitu sarnast hiidosakest, sh möödunud aastal viiest kvargist koosnev pentakvark. Tevatroni D0-töörühma poolt kirjeldatav tetrakvark X(5688) on aga kummaline isegi omasuguste seas.

Kui seni leitud tetrakvarkide üheks koostisosaks on olnud alati sarm- ja antisarm-kvargist koosnev paar ehk charmonium, siis X(5688) koosneb töörühma arvutuste kohaselt üles-, alla-, veider- ja alla-kvargist.

Nõnda viitab see erinevalt mõnedest eelnevatest teoreetikute oletustest, et kvark-antikvark paarid nagu charmonium pole tetrakvarkide moodustumiseks hädavajalikud. Samuti leidsid teadlased, et põrgutis tekkis ennustatust eksootilisi osakesi sadades kordades sagedamini. Uue osakese mass on 5568 megaelektronvolti ehk tetrakvark on prootonist enam kui 5600 korda raskem.

Füüsikud loodavad, et eksootilisemate liitosakeste uurimine aitab paremini mõista, kuidas tugev jõud elementaarosakesi koos hoiab. Kuigi jõudu saab kirjeldada kvantkromodünaamikana tuntud teooria abil, on sellest lähtudes tehtavad arvutused äärmiselt keerukad.

Uut kvarki kirjeldatakse veebikeskkonnas ArXiv avaldatud töös.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: