Fyzikom z CERNu sa podarilo objaviť novú exotickú časticu známu ako T_cc⁺. Nová častica objavená vďaka experimentu LHCb patrí medzi tetrakvarky a predstavuje najdlhšie „žijúci“ exotický hadrón, aký kedy bol objavený. Na tému upozornil  portál InterestingEngineering.

Stavebný kameň hmoty

Kvarky sú zatiaľ konečným výsledkom fyzikov vysvetliť stavbu hmoty. Predstavujú teda pomyselný základný stavebný kameň hmoty, pričom reagujú pomocou silnej jadrovej interakcie a sú jediným známym nositeľom zlomkového náboja.

Existuje celkovo 6 kvarkov, tri pozitívne (horné kvarky) a tri negatívne nabité (dolné kvarky). Aby sme boli úplne presní, poznáme horný, dolný, pôvabný (šarmový), podivný, vrchný a spodný kvark, ktoré sa rôznymi spôsobmi spájajú a vytvárajú hadróny.

Tie sa delia na mezóny, pozostávajúce z jedného kvarku a z jedného antikvarku, a baryóny, pozostávajúce z troch kvarkov. Medzi mezóny tak patria častice ako Pión, Kaón, Elta C a B-nula.

Umelecká predstava Tcc+. CERN

K známym baryónom naopak radíme častice ako protóny a neutróny. Okrem nich však poznáme aj exotické hadróny. To, že sú tieto hadróny označované ako exotické, má jednoduché zdôvodnenie. Tieto častice sa vyskytujú veľmi ojedinele.

NEPREHLIADNI
Obrovský prielom. Vedci prvýkrát v histórii našli časticu, ktorá sa mení z antihmoty späť na hmotu

Nová častica je viac než len exotická

Medzi exotické hadróny patrí tetrakvark a pentakvark. Tetrakvarky sa skladajú z dvoch kvarkov a dvoch antikvarkov, pentakvarky zo štyroch kvarkov a jedného antikvarku. Ako však píše CERN na svojom webe, objav novej častice je obzvlášť unikátny. Vedci dokonca T_cc⁺ označili ako super-exotický, alebo exoticko-exotický hadrón.

Tento jedinečný hadrón je zložený z dvoch šarmových kvarkov, a horného a dolného antikvarku. Ide o jedinečnú kombináciou, ktorú vedci nazývajú „viditeľný šarm“, respektíve v tomto prípade „dvojnásobne viditeľný šarm“ (double open charm). Na dôležitosti pridáva i fakt, že napriek tomu, že v posledných rokoch bolo objavených niekoľko tetrakvarkov, toto je vôbec prvý, ktorý je zložený z dvoch šarmových kvarkov bez šarmových antikvarkov.

Preto aj názov „viditeľný“, respektíve „dvojnásobne viditeľný“  – „skrytý šarm“ alebo „hidden charm“ obsahuje ako šarmový kvark tak aj šarmový antikvark (kvantové číslo šarmu pre celú časticu je 0), keďže nová častica má až dva šarmové kvarky a žiadny šarmový antikvark, tak kvantové číslo nie je 0 ale 2.

CERN / Pixabay

Ako píše portál NewAtlas, celý objav je ešte oveľa zaujímavejší z pohľadu hmotnostných rozdielov. Šarmové kvarky sa totiž považujú za ťažké, zatiaľ čo horný a dolný antikvark za ľahké (anti)častice. Tento nesúlad hmotnosti v podstate spomaľuje proces rozpadu exotického hadrónu, vďaka čomu sa T_cc⁺ stal najdlhšie „žijúcim“ exotickým hadrónom aký sme kedy objavili. Vzhľadom na uvedené hmotnostné rozdiely, ide aj o prvú objavenú časticu patriacu do triedy tetrakvarkov, s dvoma ťažkými kvarkami a dvoma ľahkými antikvarkami.

Podľa dostupných informácií tento objav otvára dvere novým možnostiam pri pátraní po exotických časticiach tejto triedy. Pre vedcov by bol zaujímavým najmä objav častice s dvoma dolnými kvarkami, pretože podľa súčasných analýz a výpočtov by mala byť hmotnosť takejto častice menšia ako je súčet hmotností akéhokoľvek páru B mezónov.

Rozpad takejto častice je nielenže nepravdepodobný, ale dokonca zakázaný. K rozpadu by totiž nemohlo dôjsť prostredníctvom silnej interakcie, ale prostredníctvom tej slabej, čo by znamenalo, že životnosť takejto častice bude o mnoho rádov dlhšia, ako živnosť akéhokoľvek doposiaľ pozorovaného exotického hadrónu.