Tutkijat ovat julistaneet eksoottisten tetrakvarkkien todellisuuden.
Kaksi riippumatonta fyysikkojen ryhmää löysi uusia eksoottisia alkuainehiukkasia - tetrakvarkkeja “höyhenen kärjessä” eri tavoin. Tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että ne voivat olla vakaita, vaikka ympäröivässä luonnossa tunnetaan vain hiukkasia, joissa on enintään kolme kvarkkia. Mahdollisesti tetrakvarkeilla voi olla ominaisuuksia, joita ei ole vielä osoitettu tieteen aikaisemmin tunnetuille”tavallisille” alkuainehiukkasille. Aiheeseen liittyvät artikkelit julkaistaan Physical Review Letters -lehdessä.
Kaikki havaitsemamme rungot koostuvat hadroneista - alkuainehiukkasista, jotka ovat alttiina voimakkaalle ydinvuorovaikutukselle, joka pitää yhdessä niitä hiukkasia, joista itse koostumme. Tunnetuin hadronien alaluokka on baryonit, nimittäin protonit ja neutronit, joista kaikkien atomien ytimet koostuvat (ja kaikki molekyylit, planeetat, tähdet ja elävät esineet koostuvat atomista).
Meille tutut baryonit koostuvat kolmesta kvarkista [qqq], erityisistä hiukkasista, joilla on murto-osainen sähkövaraus (2/3 tai -1/3), eikä niitä ole vapaassa muodossa, vaan vain baryonien koostumuksessa. Teoreetikkojen laskelmat ovat kuitenkin jo kauan sitten osoittaneet, että mikään ei estä tetrakvarkkeja olemasta, esimerkiksi hiukkasina, joissa on kolme kvarkkia ja yksi antiarkki [qqq¯q¯]. Se, että niitä ei ole vielä löydetty luonnosta, johtui tällaisten tetrakvarkkien äärimmäisestä epävakaudesta. Oletetaan, että niiden massa on niin suuri, että ne hajoavat nopeasti voimakkaan vuorovaikutuksen kautta, toisin kuin tavalliset hadronit (samat baryonit), hajoavat heikon ydinvuorovaikutuksen kautta, ja ovat siksi olemassa paljon kauemmin.
Molempien uusien teosten tekijät laskivat hiukkasten olemassaolon stabiiliuden, jotka koostuvat neljästä kvarkista, joissa on kaksi kvarkkia ja kaksi antikvarkkia. Tämä lähestymistapa eroaa aikaisemmin oletetuista malleista, joissa tetrakvarkeissa oli kolme kvarkkia ja yksi antiquark (hiukkanen kaikessa samanlainen kuin kvarkin, mutta vastakkaisella varauksella). He onnistuivat selvittämään, että sen massa on 10 389 MeV / s2 (megaelektronvoltti valon neliön nopeudella - perushiukkasfysiikassa massan sijasta, Einsteinin E = mc2 mukaisesti, käytetään sen energiaekvivalenttia). Tämä on huomattavasti vähemmän kuin vastaavien ominaisuuksien mukaisten baryonien ja mesonien kevyin yhdistelmä. Mistä seuraa, että tällainen tetrakyrki-hadron on yhtä vakaa kuin tyypilliset bararyonit, jotka ympäröivät meitä.
Uusien laskelmien mukaan neljän kvarkin hiukkasten on oltava olemassa riittävän kauan havaitakseen kokeellisesti. Herää kysymys, miksi niin ei tapahdu käytännössä? Mahdollisia vastauksia tähän kysymykseen sisältyy tetrakärkipartikkeleiden lyhyt käyttöikä. Jos niitä kuitenkin saadaan laboratoriossa, on täysin mahdollista tutkia niiden ominaisuudet, joiden tulisi erota huomattavasti tavallisten kolmen ja kahden kvarkin hiukkasten ominaisuuksista.
IVAN ORTEGA