Ανακαλύφθηκε ένα νέο βαρύ σωματίδιο στο CERN

Οι επιστήμονες του πειράματος LHCb του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) ανακάλυψαν ένα νέο βαρύ σωματίδιο με την ονομασία Xicc++ (ή Ξcc++). Η ανακάλυψη, που ανακοινώθηκε στην ευρωπαϊκή Συνδιάσκεψη Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στη Βενετία, θα βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, την ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία συγκρατεί τους πυρήνες των ατόμων.
 
Το Xicc++ είναι ένα βαρυόνιο, ανήκει δηλαδή στην οικογένεια των σωματιδίων που απαρτίζουν το μεγαλύτερο μέρος της κοινής ύλης, μεταξύ των οποίων τα πρωτόνια και νετρόνια. Τα βαρυόνια αποτελούνται από τρία κουάρκ, αλλά επειδή υπάρχουν έξι διαφορετικά είδη (ή «γεύσεις») κουάρκ, υπάρχουν και πολλοί πιθανοί συνδυασμοί για να δημιουργηθεί ένα βαρυόνιο. Μέχρι σήμερα όλα τα γνωστά βαρυόνια περιείχαν το πολύ ένα βαρύ κουάρκ.
 
Το νέο σωματίδιο είναι το πρώτο που βρέθηκε να αποτελείται από δύο βαριά «χαριτωμένα» κουάρκ (charm) και ένα «άνω» κουάρκ (up). Η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί θεωρητικά, αλλά μόλις τώρα κατέστη εφικτό να επιβεβαιωθεί πειραματικά μέσω των συγκρούσεων στον επιταχυντή του CERN. Η μάζα του Xicc++ είναι περίπου 3621 MeV (μεγαηλεκτρονιοβόλτ), σχεδόν τετραπλάσια από το πιο κοινό βαρυόνιο, το πρωτόνιο.
 
«Η ανακάλυψη ενός βαρυονίου με δύο βαριά κουάρκ έχει μεγάλη σημασία, επειδή παρέχει ένα μοναδικό εργαλείο για να μελετήσουμε περαιτέρω την κβαντική χρωμοδυναμική, τη θεωρία που περιγράφει την ισχυρή αλληλεπίδραση, μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις», δήλωσε ο νέος εκπρόσωπος της ερευνητικής κοινοπραξίας LHCb, ο ιταλός φυσικός Τζιοβάνι Πασαλέβα.
«Αντίθετα με τα άλλα βαρυόνια, στα οποία τα τρία κουάρκ εκτελούν ένα πολύπλοκο χορό το ένα γύρω από τα άλλα, ένα διπλά βαρύ βαρυόνιο αναμένεται να συμπεριφέρεται όπως ένα πλανητικό σύστημα, με τα δύο βαριά κουάρκ να παίζουν το ρόλο των βαρέων άστρων που βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, ενώ το ελαφρύτερο κουάρκ κινείται σε τροχιά γύρω από αυτό το διπλό σύστημα», πρόσθεσε ο πρώην εκπρόσωπος του LHCb Γκάι Γουίλκινσον, καθηγητής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης.
 
Η ανακάλυψη του Ξicc++ έγινε μέσω της διάσπασής του σε ένα βαρυόνιο Λc+ και σε τρία ελαφρύτερα μεσόνια Κ-, π+ και π+. Οι επιστήμονες θα μετρήσουν περαιτέρω στον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων (LHC) τις ιδιότητες του Ξicc++, τον τρόπο που παράγεται και διασπάται, καθώς και τη διάρκεια της ζωής του. Ήδη οι ερευνητές υπέβαλαν σχετική δημοσίευση με τα ευρήματά τους στο περιοδικό φυσικής "Physical Review Letters".