Naukowcy zadeklarowali rzeczywistość egzotycznych tetrakwarków.
Dwie niezależne grupy fizyków odkryły na różne sposoby nowe egzotyczne cząstki elementarne - tetrakwarki „na czubku pióra”. Naukowcy doszli do wniosku, że mogą istnieć stabilnie, chociaż w przyrodzie wokół nas znane są tylko cząstki zawierające nie więcej niż trzy kwarki. Potencjalnie tetrakwarki mogą wykazywać właściwości, które nie zostały jeszcze zademonstrowane przez „zwykłe” cząstki elementarne, znane wcześniej nauce. Powiązane artykuły zostały opublikowane w Physical Review Letters.
Wszystkie obserwowane przez nas ciała składają się z hadronów - cząstek elementarnych podlegających silnemu oddziaływaniu jądrowemu, które spaja te cząstki, z których sami jesteśmy zbudowani. Najbardziej znaną podklasą hadronów są bariony, czyli protony i neutrony, z których zbudowane są jądra wszystkich atomów (a wszystkie cząsteczki, planety, gwiazdy i żywe istoty składają się z atomów).
Znane nam bariony składają się z trzech kwarków [qqq], specjalnych cząstek o ułamkowym ładunku elektrycznym (2/3 lub -1/3) i nie istnieją w postaci wolnej, a jedynie w składzie barionów. Jednak obliczenia teoretyków już dawno pokazały, że nic nie stoi na przeszkodzie, aby tetrakwarki istniały np. W postaci cząstek, w których znajdują się trzy kwarki i jeden antykwark [qqq¯q¯]. Fakt, że nie znaleziono ich jeszcze w przyrodzie, przypisuje się ekstremalnej niestabilności takich tetrakwarków. Założono, że ich masa jest tak duża, że szybko rozpadają się w wyniku silnego oddziaływania, w przeciwieństwie do zwykłych hadronów (tych samych barionów), rozpadających się w wyniku słabych oddziaływań jądrowych, a zatem istnieją znacznie dłużej.
Autorzy obu nowych prac przeprowadzili obliczenia stabilności istnienia cząstek składających się z czterech kwarków, w których znajdują się dwa kwarki i dwa antykwarki. Podejście to różni się od wcześniej proponowanych modeli, w których w tetrakarku (cząstka we wszystkim podobnym do kwarku, ale o przeciwnym ładunku) były trzy kwarki i jeden antykwark. Udało im się ustalić, że jego masa wynosi 10 389 MeV / s2 (megaelektronowolt przy prędkości światła do kwadratu - w fizyce cząstek elementarnych zamiast masy, zgodnie z Einsteina E = mc2, stosuje się jego równoważnik energii). To zauważalnie mniej niż najlżejsza kombinacja barionów i mezonów o odpowiednich właściwościach. Z tego wynika, że taki czterokwark-hadron będzie tak stabilny, jak typowe bariony, które nas otaczają.
Nowe obliczenia pokazują, że cząstki czterokwarkowe muszą istnieć wystarczająco długo, aby można je było wykryć eksperymentalnie. Powstaje pytanie, dlaczego tak się nie dzieje w praktyce? Możliwe odpowiedzi na to pytanie obejmują krótki czas życia cząstek czterokwarków. Jeśli jednak zostaną uzyskane w laboratorium, to całkiem możliwe jest zbadanie ich właściwości, które powinny znacznie różnić się od właściwości zwykłych cząstek trój- i dwukwarkowych.
IVAN ORTEGA