اكتشاف جسيم جديد في مصادم الهدرونات الكبير

لأكثر من خمسة عقود، اقترح العلماء نظرية وجود جسيم مهم خارج نطاق معرفتنا الحالية في علم فيزياء الجسيمات، و لكن اثبات ذلك كان مهمةً صعبة. يقول العلماء أن هذا لم يصبح قضيةً كبيرة بعد الأن لأنهم بالفعل قد اكتشفوا البنتاكوارك الذي طال السعي وراء اكتشافه منذ عام 1960 (البنتاكوارك هو باريون شاذ افتراضي يحتوي على أربع كواركات وضديد كوارك واحد في حالة ترابط). وبعد ٥٠ عاماً من البحث، تم في مصادم الهدرونات الكبير “CERN” اكتشاف هذا الجسيم في تجربة “LHCB”.

و لكن الأهم من ذلك أن هذا الاكتشاف يشير إلى احتمال وجود نوع جديد من المادة و لو كانت موجودة قبل مليار ترليون الترليون ثانية قبل أن تضمحل.
قال المتحدث باسم “LHCB” غاي وليكسون: “إن البنتاكوارك ليس مجرد جسيم جديد، و أن دراسة خصائصه قد تمكننا من التوصل إلى فهم أفضل لكيفية تكوين المواد العادية و و البروتونات و النيوترونات التي نحن مخلوقون منها.”

إن البنتاكوارك يتكون من خمسة كواركات و التي هي أصغر جسيمات عرفها الإنسان. و بإمكانهم انتاج جسيمات أكبر عند وضعهم في تركيبات مختلفة. على سبيل المثال، مجموعة متكونة من ثلاثة كواركات معروفة باسم باريونز تحتوي على أشياء مثل البروتونات.

و قد أعلن العلماء في CERN العام الماضي أنه تم اكتشاف جسيم مكون من أربعة كواركات(تيتراكوارك)  تسمى “Z4430″ وأن هذا الاكتشاف من شأنه أن يفتح مجالات جديدة في الفيزياء.

يقول البروفيسور شيلدون ستون من جامعة سيراكيوز و الذي خرج بهذه النتيجة مع زملائه:” إنها نتيجة مهمة لأنها توضح وجود حالة جديدة من المادة.” .” و قد أوضح أيضا لـIFLScience أنه بالرغم من أن حالات البنتاكوارك كانت ممكنة منذ البداية، إلى أن النظرية التي توضح تركيب البايرونز مثل البروتون، لم يروها من قبل.

إن الفريق المسؤول عن هذا الاكتشاف قد قام بتلسيم البحث لـ Journal Physical Review Letters مع الاهتمام الشديد بتأكيد وجود الاكتشاف أولاً. إن الاكتشافات السابقة المتعلقة بالبنتاكوارك تم إثبات بطلانها كما في عام 2005.

و قد أوضح الفيزيائي من جامعة سيراكيوز توماس سكوارنيكي: ” إن الاستفادة من قاعدة المعلومات الكبيرة المقدمة من LHC بالإضافة إلى الدقة المتناهية لرادارنا و اختباراتنا لكل احتمالات هذه الاشارات أوصلنا إلى الاستنتاج أن هذا كله يمكن تفسيره بحالات البنتاكوارك.

إن اكتشاف البنتاكوارك جاء عن طريق تحليل اضمحلال بايرون يسمى لامبدا بي إلى ثلاث جسيمات أُخَر هم، J-Psi وهو عبارة عن بروتون وKoan مشحون. وقد تم إيجادهم عن طريق أربعة كواركات ومضاد كوارك واحد و التي هي النسخة المضادة لكوارك عادي بنفس الكتلة و لكن بشحنة مختلفة.

هناك ست أنواع من الكواركات المعروفة باسم “Flavors” الذي يدل على كتلتهم و و شحنتهم و دورانهم. إن أسماء هذه الـ “Flavors“ هي قمة و قاع و أعلى و أسفل و تشارم و ستراينج. لقد تم ايجاد البنتاكوارك من كواركين اثنين من نوع “أعلى” و كوارك من نوع “أسفل” و و آخر من نوع “تشارم” و الأخير ” مضاد تشارم”.

إن قاعدة بيانات هذا الاكتشاف تم جمعها من التجربة الأولى لـ LHC. و خلال التجربة الثانية سيتمكن من تحقيق طاقات أعلى، و سيواصل الباحثون البحث عن معلومات جديدة عن البنتاكوارك و كيف تتفاعل مع الجسيمات الأخرى.

 

المصدر: هنا