Научници открили нову врсту честице – протон са „чудним“ кварковима

Честицу су уочили у крхотинама који је осветлио детектор на Великом хадронском сударачу, смештеном дубоко испод земље у ЦЕРН-у, где се протони сударају скоро брзином светлости. Ови судари у малом обиму реконструишу услове који су владали непосредно након Великог праска, при чему се енергија претвара у честице које се разлећу у свим правцима.

Новооткривена честица, која је четири пута тежа од обичног протона, требало би да помогне физичарима да прецизније разумеју јаку нуклеарну силу у унутрашњости свих атомских језгара. Ова сила је необична јер се понаша попут гумене траке, постаје јача како се растојање између субатомских честица повећава.

Физичари који раде на експерименту пронашли су тешки протон након што је детектор унапређен како би постао моћнији.

„Ово је тек први од многих очекиваних увида које можемо добити захваљујући новом LHCb детектору. Побољшане могућности детекције омогућиле су нам да честицу откријемо за само годину дана, док је нисмо могли уочити током читаве деценије података прикупљених са оригиналним детектором“, рекао је проф. Тим Гершон са Универзитета у Ворику, који у јулу преузима улогу међународног руководиоца LHCb-а.

Атоми водоника, најједноставнијег и најзаступљенијег елемента у посматраном универзуму, садрже само протон и електрон. Протон садржи два „горња“ (up) кварка и један „доњи“ (down) кварк. Читав космос је сачињен од ове две врсте кваркова, јер су то најлакши кваркови и најмањом енергијом, што их чини најстабилнијим.

Постоје и друге врсте кваркова, али теже и због тога нестабилније, који су примећени искључиво у сударачима у посебним условима. То су "charm", "strange", "top" и "bottom".

У тешком протону откривеном у ЦЕРН-у, оба „горња“ кварка замењена су “charm” кварковима. Честица, названа Xi-cc-plus, откривена је захваљујући свом карактеристичном распаду на друге честице.

Обични протони имају два „горња“ и један „доњи“ кварк. Пошто нова честица има два тежа "charm" кварка уместо „горњих“, она има знатно већу масу.

Винченцо Вањони, портпарол експеримента LHCb, рекао је да је ово „тек други пут да је уочен барион са два тешка кварка“.

Након што настане, честица се не задржава дуго: научници претпостављају да опстаје мање од милионитог дела милионитог дела секунде пре него што се распадне.

„Што више учимо о овим честицама, то више можемо да разумемо јаку силу, а управо та иста сила повезује наше протоне и неутроне“, рекао је проф. Крис Паркс са Универзитета у Манчестеру.