Treffene fortsætter med at komme fra Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory. Indtil videre denne måned har laboratoriet annonceret opdagelsen af en sjælden enkelt topkvark og derefter indsnævret kløften - faktisk to gange - for massen af den undvigende Higgs Boson-partikel, eller "God-partikel", der tænkte at give alle andre partikler deres masse.
Nu har forskere opdaget en ny, fuldstændig ikke-teoretiseret partikel, der udfordrer det, fysikere troede, de vidste om, hvordan kvarker kombineres til at danne stof. De kalder det Y (4140), hvilket afspejler den målte masse på 4140 Mega-elektron volt.
”Det må være at prøve at fortælle os noget,” sagde Jacobo Konigsberg fra University of Florida, en talsmand for Fermilabs collider-detektorhold. ”Indtil videre er vi ikke sikre på, hvad det er, men vi kan være sikre på, at vi fortsætter med at lytte.”
Materiale, som vi kender det, består af byggesten der kaldes kvarker. Kvarker passer sammen på forskellige veletablerede måder at bygge andre partikler på: mesoner, lavet af et kvark-antikark-par, og baryoner, lavet af tre kvarker.
Men for nylig har elektron-positron-kollidere på Stanfords SLAC National Accelerator Laboratory og det japanske laboratorium KEK afsløret eksempler på sammensatte kvarkstrukturer - navngivetx ogYpartikler - det er ikke de sædvanlige mesoner og baryoner. Og nu har Collider Detector ved Fermilab (CDF) -samarbejdet fundet bevis for Y (4140) -partiklen.
Y (4140) -partiklen henfalder til et par andre partikler, J / psi og phi, hvilket antyder for fysikere, at det kan være en sammensætning af charme og antikarmkvarker. Egenskaberne ved dette henfald passer imidlertid ikke til de konventionelle forventninger til en sådan sammensætning. Andre mulige fortolkninger ud over en simpel quark-antiquark-struktur er hybridpartikler, der også indeholder gluoner eller endda kombinationer af fire-quark.
Fermilab-forskerne observerede Y (4140) partikler i henfaldet af en meget mere almindeligt produceret partikel indeholdende et bundkvark, kaldet B + meson. Når de sigtede gennem billioner af proton-antiproton-kollisioner fra Fermilabs Tevatron, identificerede de en lille prøveudtagning af B + -messoner, der forfaldt i et uventet mønster. Yderligere analyse viste, at B +-mesonerne var ved at henfalde til Y (4140).
Y (4140) -partiklen er det nyeste medlem af en familie af partikler med lignende usædvanlige egenskaber, der er observeret i de sidste adskillige år af eksperimenter på Fermilabs Tevatron såvel som på KEK og SLAC-laboratoriet, der opererer i Stanford gennem et partnerskab med USA Institut for Energi.
”Vi lykønsker CDF med det første bevis for en ny uventet Y-tilstand, der henfalder til J / psi og phi,” sagde den japanske fysiker Masanori Yamauchi, en talsmand for KEK. ”Denne tilstand kan være relateret til den Y (3940) -stat, der blev opdaget af Belle, og kan være et andet eksempel på en eksotisk hadron indeholdende charme-kvarker. Vi vil forsøge at bekræfte denne tilstand i vores egne Belle-data. ”
Teoretiske fysikere forsøger at afkode den sande natur af disse eksotiske kombinationer af kvarker, der falder uden for vores nuværende forståelse af mesoner og baryoner. I mellemtiden fortsætter eksperimentelle heldigvis med at søge efter flere sådanne partikler.
"Vi bygger videre på vores viden stykke for stykke," sagde Fermilab-talsmand Rob Roser, "og med nok brikker, vil vi forstå, hvordan dette puslespil passer sammen."
Observationen Y (4140) er genstand for en artikel sendt af CDF til Fysiske gennemgangsbreve denne uge. Udover at annoncere Y (4140) præsenterer CDF-eksperimentsamarbejdet mere end 40 nye resultater på Moriond-konferencen om Quantum Chromodynamics i Europa denne uge, herunder opdagelsen af electroweak top-quark-produktion og en ny grænse for Higgs boson, på koncert med eksperimenter fra Fermilabs DZero-samarbejde.
Kilde: Fermilab
