تم تأكيد وجود جسيم كوارك جديد

لعقود من الزمن، بحث الفيزيائيون عبثًا عن حالات مقيدة تحتوي على أكثر من ثلاثة كواركات. وتظهر التجارب الآن أن مثل هذه الجسيمات المعقدة موجودة بالفعل في الطبيعة.

لعقود من الزمن، بحث الفيزيائيون عبثًا عن حالات مقيدة تحتوي على أكثر من ثلاثة كواركات. وتظهر التجارب الآن أن مثل هذه الجسيمات المعقدة موجودة بالفعل في الطبيعة. وقد أثبتت القياسات النتائج الأولية التي تم الحصول عليها في عام 2011 بشأن وجود جسيم غريب يسمى ديباريون يتكون من ستة كواركات.

أظهرت التجارب التي أجريت في معجل الجسيمات في معهد الأبحاث الألماني يوليش أن الحالات المقيدة التي تحتوي على أكثر من ثلاثة كواركات موجودة بالفعل في الطبيعة. وقد نشرت نتائج البحث مؤخرا في المجلة العلمية Physical Review Letters. وتؤكد القياسات النتائج التي تم الحصول عليها في عام 2011، عندما اكتشف أكثر من 120 عالما من ثمانية بلدان مختلفة، لأول مرة على الإطلاق، علامات موثوقة على وجود جسيم غريب يسمى ثنائي الباريون (Dibarion).ويكيبيديا) مكونة من ستة كواركات.

لفترة طويلة، تمكن الفيزيائيون من التحقق بشكل موثوق من وجود مجموعتين فقط من الهادرونات: الجسيمات غير المستقرة التي تتكون من كوارك واحد وكوارك مضاد واحد، والأريونات التي تتكون من ثلاثة كواركات. البروتونات والنيوترونات، التي تشكل النواة الذرية، هي أمثلة على الباريونات. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، بدأت الأدلة المتزايدة تتراكم على وجود أنواع أخرى من الهادرونات، على سبيل المثال - الهجينة، والكرات الغراء، ويكيبيديا) والكواركات المتعددة (الكواركات المتعددة). في عام 1964 كان الفيزيائي فريمان دايسون أول من تنبأ بوجود مثل هذه الحالات المعقدة. ومع ذلك، فقد ثبت أن أي تحقق موثوق من هذه المواقف كان مستحيلًا لسنوات عديدة حيث لم يكن من الممكن تكرار أي من القياسات.

وفي الآونة الأخيرة فقط، تمكنت مجموعات بحثية أخرى -لا علاقة لها ببعضها البعض- من العثور على علامات واضحة على وجود جسيمات قصيرة العمر تتكون من أربعة كواركات، تسمى "رباعي الكواركات". ويكيبيديا). "تؤكد الإشارات التي اكتشفناها أن الكواركات موجودة في مجموعات من ست وحدات. يقول المتحدث باسم المجموعة البروفيسور هاينز كليمنت من جامعة توبنجن: "هذا الاكتشاف يمكن أن يمهد الطريق لظاهرة فيزيائية جديدة".

الهيكل الذي تم اكتشافه لأول مرة في عام 2011 قصير العمر للغاية ولا يمكن تتبعه إلا من خلال منتجات التحلل الخاصة به. الحالة المتوسطة المؤقتة - ما يسمى "حالة الرنين" - موجودة لمدة 10-23 ثانية فقط قبل أن تضمحل. هذه المدة قصيرة جدًا لدرجة أنها تكفي، على سبيل المثال، لمرور شعاع ضوئي عبر مسافة تساوي قطر النوى الذرية الصغيرة. لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت الكواركات الستة جميعها تشكل كيانًا واحدًا مدمجًا أم أنها تشكل بالفعل "جزيء هادروني". سيتكون مثل هذا الجزيء من عدد من وحدات البناء النووية - على سبيل المثال، البروتونات والنيوترونات المثارة المرتبطة ببعضها البعض - والتي تكون مرتبطة ببعضها البعض بشكل أكثر إحكامًا مما كانت عليه عندما تكون داخل نواة الذرة.

"كانت القياسات التي أجريناها في مسرع الجسيمات في عام 2011 دقيقة للغاية بالفعل. "ومع ذلك، في ضوء حقيقة أن تجاربنا لا يمكن تكرارها في أي مسرع جسيمات آخر في العالم، كان علينا أن نبتكر تجربة أخرى من شأنها أن تؤكد نتائجنا"، يوضح البروفيسور هانز شتروهر، مدير معهد الفيزياء النووية في جامعة هارفارد. معهد يوليش للأبحاث.

ومن أجل الحصول على مزيد من الأدلة القاطعة فيما يتعلق بحالة الرنين الجديدة، قام الباحثون بمسح نطاق الطاقات ذات الصلة في تجربة التشتت المرن. لقد قصفوا هدفًا بروتونيًا بحزمة مستقطبة من نوى الهيدروجين الثقيلة تسمى الديوترونات. وبعد الاصطدام، تم إنشاء الوضع الجديد. يقول أحد المديرين في المعهد: "النتائج التي توصلنا إليها هي جزء من صورة أكبر - إذا كان هذا الجسيم موجودا، فيمكن التنبؤ بالوجود النظري لمجموعة كاملة من الحالات الغريبة الأخرى".
أخبار الدراسة