Przełom dzięki nowej technologii
Nowo zaobserwowana cząstka, oznaczona jako Ξcc⁺, należy do tzw. barionów, czyli tej samej rodziny co protony i neutrony. Różni się jednak budową: zamiast dwóch lekkich kwarków górnych, zawiera dwa znacznie cięższe kwarki powabne. W konsekwencji jej masa jest około czterokrotnie większa niż masa zwykłego protonu.
Czytaj też: Co oni stworzyli?! Ta bateria bije rekordy magazynowania energii
Cząstka została wykryta w istnym deszczu produktów powstających podczas zderzeń protonów rozpędzonych niemal do prędkości światła. Takie kolizje odtwarzają warunki podobne do tych, które panowały tuż po Wielkim Wybuchu. Wielką rolę odegrała tutaj wspomniana modernizacja detektora LHCb. Jak podkreślają badacze, wcześniejsze wersje aparatury przez ponad dekadę nie były w stanie jednoznacznie zidentyfikować tej cząstki. Dopiero ulepszony system pozwolił dokonać odkrycia w zaledwie rok od rozpoczęcia nowych pomiarów.
Nowy “ciężki proton” jest niezwykle niestabilny. Po powstaniu rozpada się niemal natychmiast na inne, lżejsze cząstki, a jego istnienie można potwierdzić jedynie poprzez analizę śladów rozpadu. Tego typu egzotyczne układy kwarków są szczególnie cenne dla fizyków, ponieważ pozwalają testować teorię opisującą oddziaływania silne, czyli jedną z czterech podstawowych sił natury, odpowiedzialną za “sklejanie” protonów i neutronów w jądrach atomowych.
Dlaczego to odkrycie jest ważne?
Badanie takich cząstek pozwala lepiej zrozumieć tzw. chromodynamikę kwantową. Chodzi o teorię opisującą zachowanie kwarków i gluonów, która odpowiada za to, że materia istnieje w stabilnej formie. Odkrycie może także pomóc w rekonstrukcji warunków panujących we wczesnym wszechświecie oraz w wyjaśnieniu, jak powstawały pierwsze cząstki materii. Naukowcy podkreślają, że to dopiero początek, gdyż nowe możliwości detektora mogą doprowadzić do kolejnych odkryć w najbliższych latach.
Jednocześnie pojawiają się obawy, że przyszłe modernizacje aparatury mogą zostać opóźnione lub ograniczone, co mogłoby zahamować podobne przełomowe odkrycia. Nowa cząstka nie zmienia jeszcze obowiązującego modelu fizyki, lecz bez wątpienia stanowi ważny krok w jego testowaniu.
Źródło: CERN, The Guardian
