Eksperymenty w tej sprawie przeprowadzono w ramach programu LHCB (Large Hadron Collider beauty), a o kulisach tych działań ich autorzy piszą na łamach Physical Review Letters.
Czytaj też: Rozwiązanie tej zagadki wymagało wyjątkowych środków. Pomógł symulator kwantowy
Arenę działań międzynarodowego zespołu badawczego stanowiła placówka LHC, czyli Wielki Zderzacz Hadronów. Ten rekordowo duży akcelerator cząstek znajduje się na terenie Europejskiego Ośrodka Badań Jądrowych CERN i już niejednokrotnie pojawiał się w kontekście doniesień o przełomowych wynikach analiz dotyczących największych zagadek świata fizyki.
Poza kwarkami wyróżnia się także ich antycząstki, czyli antykwarki. Jedne i drugie są składnikami różnych cząstek subatomowych. Chodzi między innymi o mezony i bariony, ale również o bardziej złożone cząstki składające się z czterech lub pięciu kwarków, czyli kolejno tetrakwarki i pentakwarki. W ramach eksperymentów prowadzonych z wykorzystaniem aparatury należącej do CERN badacze byli w stanie dokonać historycznej obserwacji podwójnie naładowanego tetrakwarka i jego neutralnego towarzysza.
Obserwacja podwójnie naładowanego tetrakwarka i jego neutralnego towarzysza została dokonana w ramach kolaboracji LHCb
Nauka bierze pod uwagę kilka różnych modeli opisujących tetrakwarki i pentakwarki. Za sprawą obserwacji tych cząstek oraz mierzenia ich właściwości, uczestnicy programu LHCb próbowali wybrać model, który byłby najtrafniejszy. Wspomniana publikacja jest pokłosiem analiz obejmujących dane zebrane w dwóch turach, w okresie od 2011 do 2018 roku.
Jak wyjaśniają członkowie zespołu, zaobserwowana przez nich para tetrakwarków została uwieczniona dzięki technice zwanej analizą amplitudy. Taka metoda jest oparta na kwantowym zachowaniu cząstek i ich zdolności do wzajemnej interferencji. Badacze skupili się na symetriach, które odgrywają kluczową rolę w fizyce cząstek elementarnych i stanowią jedną z podstaw Modelu Standardowego. W tym konkretnym przypadku autorzy wzięli pod uwagę izospin, czyli symetrię wiążącą dwie objęte analizami cząstki.
Czytaj też: Cząstka, która pamięta, co się z nią działo. Technologie kwantowe rozwijają się w coraz dziwniejszy sposób
Założenie jest takie, że ich masa i średnica są takie same, co pozwala na bardziej szczegółowe zbadanie właściwości tych cząstek niż miałoby to miejsce z osobna. Dotychczasowe ustalenia stanowią wstęp do teoretycznych i eksperymentalnych badań fizyki tetrakwarków, a naukowcy już szykują się do rozpoczęcia trzeciego cyklu zbierania danych, tym razem z wykorzystaniem jeszcze bardziej zaawansowanego sprzętu. W ten sposób możliwe ma być zebranie nawet 5-krotnie większej ilości danych niż poprzednio. Dodajmy do tego wyższą czułość zastosowanych instrumentów, a możemy sobie jedynie wyobrazić, jak przełomowych informacji mogą dostarczyć najbliższe eksperymenty.
