Екзотични роднини на протоните и неутроните

Екзотични роднини на протоните и неутроните
Екип от университета Джон Хопкинс
откри екзотични роднини на протоните и неутроните


Екипот учени от университета Джон Хопкинс откри две нови частици наподатомно ниво – редки, но важни роднини на познатите ни протони инеутрони. Наречени „Сигма-съб-би” (Sigma-sub-b) частици, дветеекзотични и невероятно бързо разпадащи се частици са като редки бижута,изкопани от цели планини данни.

Тези частици са членове на „барйонната” фамилия, наименувана следгръцката буква „барис”, която означава „тежък”. Барйоните съдържат потри кварка, които са фундаменталните градивни частици на материята.Най-простите барйони са протона и неутрона, които изграждат ядрата наатомите на обикновената материя. Новите членове на фамилията, обаче, санестабилни и краткотрайни, но те ни помагат да разберем силите, коитосвързват кварките заедно в материя.

Съдържайки вторият най-тежък кварк b (от ”bottom” –дъно/дънен), новите частици са най-тежките барйони, които дори сапо-тежки от цял хелиев атом, който съдържа два протона, но същевременночастиците са по-леки от литиев атом, в чието ядро има три протона.

Колко редки са Сигма-съб-би? Екипа е разгледал сто трилиона сблъсъкамежду протони и антипротони в Теватрон (Фермилаб) – най-мощниятускорител на планетата – и е открил само 240 Сигма-съб-би кандидати.Това се дължи на факта, че новите частици живеят само за части отсекундата.

Малко по малко учените придобиват представа как кварките изграждатматерията и как сили на податомно ниво свързват кварките. Товаоткритие, което е било предречено по-рано, помага за запълването натака наречената „периодична таблица на барйоните”.

(щракнете изображението, за да го оголемите)


Има шест различни вида кварки: up (горен), down (долен), strange(странен), charm (чаровен), bottom (дънен) и top (върхов), които биватозначавани с буквите u, d, s, c, b и t. Едната, от двете новооткрити частици, се състои от два горни и един дънен кварк (u-u-b) , а другата от два долни и един дънен кварк (d-d-b) . За разлика протоните са u-u-d, докато неутроните са d-d-u.



Ускорителят Теватрон помогна на учените да пресъздадат условията отранния период на Вселената, възпроизвеждайки екзотичната материя, коятое съществувала малко след Големия взрив. Докато материята около нас еизградена само от горни и долни кварки, екзотичната материя се състоиот всякакви кварки.

Теватрон се намира в националната лаборатория Ферми, позната още катоФермилаб. Теватрон ускорява протони и антипротони до скорост близка дотази на светлината и ги кара да се сблъскват. При сблъсъка енергията сетрансформира в материя, както предрича небезизвестното уравнение наАйнщайн E=m c2.Случаите на произвеждане на дънни кварки, при които те се трансформиратв Сигма-съб-би са изключително малки според законите на квантоватафизика, но учените са успели да ги засекат благодарение на големия бройсблъсъци, които може да възпроизведе Теватрон.

Автор: Атанас Кумбаров