W CERN-ie odkryto nową cząstkę - pentakwark

Od niespełna dwóch miesięcy w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), który znajduje się w laboratoriach CERN pod Genewą, dochodzi do pierwszych kolizji protonów z rekordową energią na poziomie 13 teraelektronowoltów (TeV).

Eksperymenty z taką energią umożliwiła trwająca wiele miesięcy ogromna rozudowa instrumentu. Tak więc w ręce fizyków zostało oddane najbardziej skomplikowane urządzenie elektroniczne świata, które pozwili nam wszystkim dowiedzieć się czy ciemna materia bierze się z Bozonu Higgsa.

Naukowcy chcą też potwierdzić założenia teorii supersymetrii, zgodnie z którą każdy fermion powinien posiadać supersymetrycznego bliźniaka w formie bozonu.

Kilka dni temu fizycy z CERN-u poinformowali o odkryciu nowej klasy cząstek, a mianowicie pentakwarków. Do tej pory były one hipotetycznymi cząstkami elementarnymi, czyli hadronami egzotycznymi złożonymi z pięciu kwarków: czterech zwykłych i jednego antykwarka.

Kwarki te mogą występować tylko trójkami (trzy kwarki lub trzy antykwarki) lub parami (jeden kwark i jeden antykwark). Pentakwark jest w pewnym sensie złożeniem układu trójkwarkowego z dwukwarkowym.

Są one łącznikami kwarków, czyli podstawowych cegiełek materii, we wzorce, jakich nie zauważono w czasie całych 50-letnich badaniach nad tymi cząstkami. Badanie ich właściwości może pomóc nam w zrozumieniu materii, protonów i neutronów, z których jesteśmy stworzeni.

W 1964 roku fizyk Murray Gell-Mann stwierdził, że bariony, którymi są np. protony i neutrony, składają się z trzech obiektów, które nazwał kwarkami, a inne cząstki, mezony, składają się z pary kwark-antykwark. Za to odkrycie otrzymał w 1969 roku Nagrodę Nobla z fizyki. Zaproponowany przez Gella-Manna model dopuszcza też istnienie innych połączeń kwarków, jak np. pentakwarki.

Naukowcy przez lata szukali pentakwarków, ale ich prace nie dały jednoznacznych wyników. Teraz to się zmieniło, gdyż fizycy pracujący w ramach projektu LHCb potwierdzili ich istnienie. Ich następnym celem jest zbadanie, w jaki sposób kwarki i antykwark łączą się ze sobą w pentakwarku.

Oprócz eksperymentów z kwarkami, świat naukowy chce sprawdzić kilka hipotez takich jak: teoria strun, tęcza grawitacji, Wszechświaty równoległe i dodatkowe wymiary. Jednak testy bardzo niepokoją śledzących projekt entuzjastów fizyki i astronomii, gdyż zabawa z tak dużymi energiami, może, według nich, doprowadzić do powstania czarnych dziur.

Najgorsze, że mogą one wymknąć się spod kontroli i zniszczyć naszą planetę, a nawet doprowadzić do zapadnięcia się Wszechświata. Niestety, raczej nic nie powstrzyma fizyków przed dalszymi poszukiwaniami, bo taka jest już natura człowieka. Jakie będą tego konsekwencje? Przekonamy się już niebawem.

Tymczasem, przy okazji pentakwarków, warto wspomnieć o kolejnym przełomowym odkryciu, którego dokonał kilka dni temu międzynarodowy zespół działający pod kierownictwem fizyków z Uniwersytetu Princeton. Otóż udało się im , czyli hipotetyczną do tej pory, pozbawioną masy cząstkę, której istnienie teoretycy przewidzieli już 85 lat temu. Odkrycie to jest bardzo ważne, bo nowa cząstka może doprowadzić do rewolucji w elektronice.