يكتشف العلماء ثلاثة 'جسيمات غريبة' جديدة ، بعد 10 سنوات من الاكتشاف الخارق لجسيم الله
لاحظ التعاون الدولي في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) ثلاثة جسيمات لم يسبق لها مثيل: نوع جديد من 'البنتاكوارك' وأول زوج من 'التتراكوارك' على الإطلاق ، والذي يتضمن نوعًا جديدًا من التتراكوارك.
النتائج ، التي قدمت في ندوة المجلس الأوروبي للأبحاث النووية (CERN) يوم الاثنين ، تضيف ثلاثة أعضاء جدد غريبين إلى القائمة المتزايدة من الهادرونات الجديدة التي تم العثور عليها في LHC.
سوف يساعدون الفيزيائيين على فهم أفضل لكيفية ارتباط الكواركات ببعضها البعض في هذه الجسيمات المركبة والمساهمة في تفسير كيفية تشكل كوننا.
الجسيمات الجديدة موجودة فقط لمائة ألف من المليار من المليار من الثانية وهي مبنية من الكواركات ، أصغر الجسيمات التي تم اكتشافها على الإطلاق.
تحتوي الذرات على جسيمات أصغر تسمى النيوترونات والبروتونات ، والتي تتكون من ثلاثة كواركات لكل منها ، بينما تتكون هذه المادة 'الغريبة' من أربعة وخمسة كواركات ، تُعرف باسم رباعي الكواركات وخماسيات البنتاكواركات.
الجسيمات المكتشفة عبارة عن خماسي جديد واثنين من رباعي الكواركات ، وبذلك يصل العدد الإجمالي الذي تم العثور عليه في مصادم الهادرونات الكبير في سويسرا إلى 21.
الباحثون متحمسون لنتائجهم الجديدة لأنه يوجد الآن ما يكفي من هذه الجسيمات لبدء تجميعها معًا بطريقة تشبه العناصر الكيميائية في الجدول الدوري.
صرح كريس باركس ، أستاذ فيزياء الجسيمات التجريبية بجامعة مانشستر ، أن 'العثور على الجسيمات الغريبة وقياس خصائصها سيساعد المنظرين على تطوير نموذج لكيفية بناء هذه الجسيمات ، وطبيعتها الدقيقة غير معروفة إلى حد كبير'.
أضاف باركس أنه 'سيساعد أيضًا على فهم نظرية الجسيمات التقليدية بشكل أفضل مثل البروتون والنيوترون'.
تم افتراض الجسيمات الغريبة لأول مرة من قبل المنظرين منذ حوالي ستة عقود ، ولكن فقط في العشرين عامًا الماضية تم رصدها بواسطة مصادم الهادرونات الكبير وتجارب أخرى.
الكواركات هي جسيمات أولية وتأتي في ست نكهات ؛ فوق ، أسفل ، سحر ، غريب ، أعلى وأسفل. عادة ما تتحد معًا في مجموعات من الثنائيات والثلاثية لتشكيل الهادرونات ، مثل البروتونات والخلايا العصبية التي تشكل النوى الذرية.
ومع ذلك ، نادرًا ما يمكن أن تتحد أيضًا في جسيمات من أربعة كوارك وخمسة كواركات ، أو 'رباعي الكواركات' و 'بنتاكواركات'. تُعرف الجسيمات المكونة من الكواركات باسم الهادرونات.
في حين أن بعض النماذج النظرية تصف الهادرونات الغريبة كوحدات مفردة من كواركات مرتبطة بإحكام ، فإن نماذج أخرى تصورها على أنها أزواج من الهادرونات المعيارية مرتبطة بشكل غير محكم في بنية شبيهة بالجزيء.
فقط الوقت والمزيد من الدراسات حول الهادرونات الغريبة هي التي ستخبرنا ما إذا كانت هذه الجسيمات واحدة أم الأخرى أم كلاهما.
في غضون 10 سنوات فقط ، خطا الفيزيائيون خطوات هائلة إلى الأمام في فهمنا للكون ، ولم يؤكدوا فقط في وقت مبكر أن الجسيم المكتشف في عام 2012 هو بالفعل بوزون هيغز ، المعروف أيضًا باسم جسيم الله ، ولكن أيضًا السماح للباحثين بالبدء في بناء صورة توضح كيف أن الوجود المنتشر لحقل هيغز في جميع أنحاء الكون قد أنشأ عُشر من المليار من الثانية بعد الانفجار العظيم.
'كان اكتشاف بوزون هيغز علامة فارقة في فيزياء الجسيمات. لقد كانت بمثابة نهاية لرحلة استكشافية دامت عقودًا وبداية حقبة جديدة من دراسات هذا الجسيم المتميز للغاية '، كما يقول فابيولا جيانوتي ، المدير العام لـ CERN وقائد المشروع ، لتجربة ATLAS في وقت اكتشاف.
وأضاف جيانوتي: 'أتذكر بانفعال يوم الإعلان ، وهو يوم بهجة عظيمة لمجتمع فيزياء الجسيمات في جميع أنحاء العالم ولكل الأشخاص الذين عملوا بلا كلل على مدى عقود لجعل هذا الاكتشاف ممكنًا.'
مصادم الهادرون الكبير (LHC) هو أكبر مصادم للجسيمات وأعلى طاقة في العالم. تم بناؤه من قبل المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) بين عامي 1998 و 2008 بالتعاون مع أكثر من 10000 عالم ومئات الجامعات والمختبرات ، بالإضافة إلى أكثر من 100 دولة.
يقع مصادم الهدرونات الكبير في نفق محيطه 27 كيلومترًا وبعمق 175 مترًا تحت الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من جنيف.
