Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Wyjątkowy tetrakwark z podwójnym otwartym powabem

Recommended Posts

Podczas Konferencji nt. Fizyki Wysokich Energii Europejskiego Towarzystwa Fizycznego poinformowano o odkryciu w CERN-ie nowej egzotycznej cząstki oznaczonej Tcc+. To tetrakwark, hadron zawierający dwa kwarki i dwa antykwarki. Jest najdłużej żyjącą ze wszystkich egzotycznych cząstek i pierwszym tetrakwarkiem, składającym się z dwóch ciężkich kwarków i dwóch lekkich antykwarków.

Kwarki to podstawowe cegiełki materii. Łączą się m.in. w bariony, takie jak proton i neutron, złożone z trzech kwarków cz w mezony, składające się z kwarka i antykwarka. W ostatnich latach informowaliśmy o odkryciu kolejnych egzotycznych cząstek, złożonych z czterech (tetra-) i pięciu (penta-) kwarków.

Dotychczas poznaliśmy kilkanaście tetrakwarków, jednak ten najnowszy jest wyjątkowy. Składa się z dwóch kwarków powabnych oraz antykwarka górnego i dolnego. To pierwszy tetrakwark z dwoma kwarkami powabnymi, które nie zostały zrównoważone antykwarkami powabnymi. Fizycy mówią tutaj o „otwartym powabie”. W tym przypadku mamy więc do czynienia z „podwójnym otwartym powabem”. Cząstki zawierające kwark powabny i antykwark powabny niosą zaś „ukryty powab”.

Tcc+ ma więcej wyjątkowych właściwości. Jest pierwszym tetrakwarkiem z dwoma ciężkimi kwarkami i dwoma lekkimi antykwarkami. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, takie cząstki rozpadają się do mezonów, tworzonych przez ciężki kwark i lekki antykwark. Niektóre teorie mówią, że masa takiego tetrakwarka powinna być bardzo zbliżona do masy obu mezonów, w które tetrakwark się rozpada. Podobieństwo masy powoduje, że rozpad tego typu tetrakwarków jest dość trudny, skutkując ich dłuższym życiem. I rzeczywiście, badacze z LHCb zauważyli, że Tcc+ jest najdłużej istniejącym egzotycznym hadronem jaki znamy.

Odkrycie to otwiera drogę do poszukiwań jeszcze cięższych cząstek tego typu, gdzie w miejscu jednego lub obu kwarków powabnych będzie znajdował się kwark niski. Z obliczeń wynika, że cząstka zawierająca dwa kwarki niskie byłaby szczególnie interesująca, gdyż jej masa powinna być mniejsza niż suma mas jakiejkolwiek pary mezonów B. To by oznaczała, że cząstka taka nie mogłaby się rozpaść za pośrednictwem oddziaływań silnych. Do jej rozpadu mogłoby dojść za pośrednictwem oddziaływań słabych, a to by oznaczało, że jej czas życia byłby o wiele rzędów wielkości dłuższy niż jakiegokolwiek znanego egzotycznego hadronu.

Nowy tetrakwark to bardzo dobry obiekt do dalszych badań. Rozpada się w dość łatwe do wykrycia cząstki, emitując przy tym niewielką ilość energii, dzięki czemu możliwe będzie bardzo dokładne badanie Tcc+. Będzie on zatem stanowił dobry obiekt do testowania obowiązujących modeli teoretycznych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

wiem, że to badania fundamentalne ale jakie praktyczne zastosowanie ma wiedza o tetrakwarkach i pentakwarkach ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

W zasadzie żadne poza testowaniem modelu standardowego MS, który jeśli chodzi o naszą powszechnie występującą materię (nazwę ją codzienną) jest dobrze zweryfikowany - więc w zasadzie żadne.
No ale nawet mając już te fundamenty - nie jesteśmy w stanie wymodelować bardziej skomplikowanych układów - więc warto je badać.
Ponadto jak już zbudowano LHC - to niech coś robi :)
Do początku XXI wieku badaliśmy tę codzienną materię która składa się na obserwowany przez nas świat. Finałem był bozon Higgsa, a właściwie bardziej pole Higgsa. Tego nam brakowało żeby MS zaczął w pełni działać - to był mechanizm nadający cząstkom fundamentalnym masę (nie protonowi czy neutronowi).
No więc na dziś o materii z którą się spotykamy codziennie - wiemy wszystko na poziomie fundamentów, chociaż samych fundamentów nie rozumiemy. Znamy własności - nie wiemy skąd pochodzą i dlaczego są takie a nie inne.
Z neutrinami mamy jeszcze problem bo ich własności masowych nie znamy - bo nie wiemy jak zmierzyć :) je wystarczająco dokładnie. Małe są skurczybyki.
W pewien sposób badania obecnie przesuwają się w stronę badania czegoś co normalnie nie istnieje i nie będzie mieć normalnych zastosowań.
Jest taka bajka że jak zbadamy nieistniejące lepiej to zacznie istnieć :) Ale to bajka.
Dlatego stoimy w miejscu w zasadzie. 
Wbrew optymistom nie musi być tak że będziemy w stanie zbudować narzędzia które pozwolą nam sięgnąć tam gdzie nie można sięgnąć.
Cały nasz postęp to jest budowa coraz lepszych młotków żeby manipulować coraz mniejszymi fragmentami materii żeby budować coraz lepsze młotki.
Tylko że młotki się kończą na poziomie cząstek fundamentalnych. A optymiści wierzą że bez narzędzi można badać dalej.

Nauka bez techniki nie idzie do przodu, technika bez nauki nie idzie do przodu.
Technika nam się kończy na atomach, ale używając różnych sztuczek dało się trochę głębiej zajrzeć. Sztuczki się też już skończyły.
Stoimy. Niektórzy po prostu potrzebują więcej czasu żeby zauważyć że stoją.
Można oczywiście iść dalej w świecie fantazji. Ale bez eksperymentów to jest tylko fantazja.
Być może przy większych energiach poznamy 4 generację cząstek. Fajnie by było bo to by np. wyjaśniło czemu są tylko trzy :) ano dlatego że ilość generacji zależy od energii jaką dysponujemy a nie od innych ukrytych mechanizmów.
Jeżeli kwark szczytowy ma masę 173GeV to taki kolejny kwark mógłby mieć masę wielu TeV. Poszczególne generacje różni tylko masa czyli energia, co zresztą koresponduje z wizją wzbudzeń odpowiednich pól.
Dalej: elektron jest trwały, ale taon znika po bilionowej części sekundy. Zatem wyższe energie z krótszymi czasami żyć są na razie poza naszym zasięgiem obserwacyjnym.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 31.07.2021 o 00:15, Ergo Sum napisał:

wiem, że to badania fundamentalne ale jakie praktyczne zastosowanie ma wiedza o tetrakwarkach i pentakwarkach ?

Mam wrażenie, że podobne pytania już zadawałaś i dostałaś odpowiedzi. Ale jeśli nie, to sama też już sobie odpowiedziałaś. Zastosowania praktyczne są fundamentalne.

Nie mogłabyś teraz napisać swojego pytania na komputerze, gdyby ktoś kiedyś nie zaczął badać fundamentalnych właściwości elektronów. Bardzo rzadko daje się od razu wykorzystać nowe odkrycie. Po odkryciu elektronów, nikt nie wiedział do czego mogą się one przydać. Można by więc zapytać, po co u licha odkrywali elektrony, skoro nie wiedzieli do czego mogą się przydać? Tylko że, skąd mielibyśmy wiedzieć, czy elektrony do czegoś się przydadzą, jeśli byśmy ich nie odkryli?

Skąd masz wiedzieć jakie zastosowanie może mieć młotek, jeśli nie wiesz co to jest młotek i nie wiesz jakie ma właściwości, bo nikt go jeszcze nie wynalazł?

Masz więc problem ze zrozumieniem podstawowych zjawisk przyczynowo-skutkowych. Niestety wielu ludzi ma ten problem, a ja nie wiem dlaczego to jest takie trudne do zrozumienia.

Każde nowe odkrycie daje taki skutek, że poszerza naszą wiedzę, a poszerzanie naszej wiedzy daje taki skutek, że tworzymy coraz to nowe narzędzia, aby żyło nam się łatwiej. Udoskonalamy komunikację, medycynę, transport itd. itp. Kto wie, czy jakiś tetrakwark, albo "cudo-kwark" nie okaże się kiedyś np. lepszym nośnikiem energii od elektronów? Jak mielibyśmy to wszytko osiągnąć, jeśli nadal rzucalibyśmy kamieniami w mamuty, aby zdobyć pożywienie? Chociaż rzucanie kamieniami to już dla niektórych zwierząt jest zaawansowana technologia.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Sławko said:

Skąd masz wiedzieć jakie zastosowanie może mieć młotek, jeśli nie wiesz co to jest młotek i nie wiesz jakie ma właściwości, bo nikt go jeszcze nie wynalazł? Masz więc problem ze zrozumieniem podstawowych zjawisk przyczynowo-skutkowych. Niestety wielu ludzi ma ten problem, a ja nie wiem dlaczego to jest takie trudne do zrozumienia.

Myślę, że ta analogia ma potencjał :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
4 godziny temu, Sławko napisał:

Skąd masz wiedzieć jakie zastosowanie może mieć młotek, jeśli nie wiesz co to jest młotek i nie wiesz jakie ma właściwości, bo nikt go jeszcze nie wynalazł?

Z drugiej strony, po co wynajdywać młotek, jeśli nie ma żadnej potrzeby, którą by on zaspokajał? :) Mówi się, że to potrzeba jest matką wynalazków ;) Więc pewnie można by alternatywnie powiedzieć, że badanie kwarków i reszty jest po to, aby zaspokoić naszą potrzebę np. głębszego zrozumienia lub tp. :) Zapewne po dokładniejszej analizie by się okazało, że jest to w dużym stopniu równoważne Waszemu sposobowi myślenia (tylko stosowanie "innego nazewnictwa"), niemniej jednak nie w stu procentach i mam wątpliwości, czy trafna jest w tym wypadku taka od razu stawiana diagnoza, że inaczej patrząca na sprawę osoba ma "problem ze zrozumieniem podstawowych zjawisk przyczynowo-skutkowych" :)

 

Edited by darekp

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Sławko - rzeczywiście nie wiesz co to jest ten młotek :)

Ale generalnie poziom wiedzy naukowej ludzkości jest już taki że ludzkość przynajmniej wie.

Cytat

Tylko że, skąd mielibyśmy wiedzieć, czy elektrony do czegoś się przydadzą, jeśli byśmy ich nie odkryli?

Historia związana z elektronami jest taka że najpierw odkryto wiele zastosowań a później odkryto elektrony :)
1897 to data odkrycia elektronu. A data powstania pierwszego elektrycznego pojazdu to ok. 1830 rok.
Więc tak, używaliśmy elektronów na długo przed ich odkryciem.
Podaj jeden przykład użycia czegoś czego nie ma :)
A to co jest już znamy.
Tak wiem że nie zrozumiałeś o czym piszę. Może jednak ktoś inny zrozumiał.

6 godzin temu, Sławko napisał:

Każde nowe odkrycie daje taki skutek, że poszerza naszą wiedzę, a poszerzanie naszej wiedzy daje taki skutek, że tworzymy coraz to nowe narzędzia,

To bardzo naiwne podejście. Wiesz czemu uczy się wciąż o atomach? Dlatego że nie ma żadnego narzędzia które by było zbudowane z czegoś bez atomów.
I mimo setek odkryć rzeczy mniejszych niż atomy - dalej nie ma takiego narzędzia. Atomy to jest granica manipulowania materią.
I żadne odkrycia tej granicy nie zmienią.
Chcesz jak rozumiem mnie pokonać w jedynej kategorii gdzie każdy idiota może wygrać czyli w kategorii: czego ludzkość jeszcze nie wynalazła - tu każdy może napisać cokolwiek bo nikt nie wie czego ludzkość nie wynalazła.
A ja chę walczyć w kategorii naukowej czyli tego co ludzkość już wynalazła czy odkryła.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Całe szczęście, że ty thikim wiesz co to jest młotek, więc może mi "młotkowi" wytłumaczysz :)

2 godziny temu, thikim napisał:

Dlatego że nie ma żadnego narzędzia które by było zbudowane z czegoś bez atomów.

Mądrala z ciebie i myślisz, że jak dużo mówisz, to mądrze mówisz. Ale nie każde narzędzie, którym się posługujemy zbudowane jest z atomów. Choćby wspomniane elektrony, czy fotony - czyli popularnie mówiąc: światło. Nie są zbudowane z atomów, a są narzędziami w naszych "rękach", np. cięcie laserem. Zaraz mi powiesz, że to nie światło jest narzędziem, a laser - nie, nie laser, narzędziem jest światło. Cała reszta to tylko narzędzie do wytworzenia odpowiedniej wiązki światła.

2 godziny temu, thikim napisał:

najpierw odkryto wiele zastosowań a później odkryto elektrony

Owszem, to prawda. Jest wiele wynalazków, które poprzedziły odkrycia naukowe. I co z tego? Kamieniem też możesz się posłużyć i nie potrzebna ci do tego wiedza o atomach, mimo, że jest z nich zbudowany. Światłem ludzkość również posługiwała się od wieków, czy ogniem, nie wiedząc czym są i jaka jest ich natura.
Dopiero odkrycie natury elektronu pozwoliło ludzkości świadomie z nich korzystać. A nawet w tych elektronach jest jeszcze wiele spraw, których nie do końca rozumiemy, więc jest jeszcze sporo do odkrycia i wymyślenia nowych zastosowań.

2 godziny temu, thikim napisał:

A ja chę walczyć w kategorii naukowej czyli tego co ludzkość już wynalazła czy odkryła.

To walcz. Tylko co chcesz odkryć w czymś, co jest już odkryte? Co chcesz wynaleźć w wynalezionych wynalazkach? Może koło na nowo?

4 godziny temu, darekp napisał:

Z drugiej strony, po co wynajdywać młotek, jeśli nie ma żadnej potrzeby, którą by on zaspokajał?

Przyczyną wynalezienia młotka, była właśnie taka potrzeba "żeby czymś lepiej przywalić", więc nie ma żadnej "z drugiej strony". To ta sama strona przyczynowo-skutkowa.

Edited by Sławko

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 minuty temu, Sławko napisał:
5 godzin temu, darekp napisał:

Z drugiej strony, po co wynajdywać młotek, jeśli nie ma żadnej potrzeby, którą by on zaspokajał?

Przyczyną wynalezienia młotka, była właśnie taka potrzeba "żeby czymś lepiej przywalić", więc nie ma żadnej "z drugiej strony". To ta sama strona przyczynowo-skutkowa.

Edytowane 31 minut temu przez Sławko

Z powyższym się w pełni zgadzam. Obaj (powyżej) napisaliśmy o tym samym. Że najpierw była potrzeba "przywalenia lepiej" i ona była przyczyną wynalezienia młotka.

Jednakże pytanie, które napisałeś wcześniej:

9 godzin temu, Sławko napisał:

Skąd masz wiedzieć jakie zastosowanie może mieć młotek, jeśli nie wiesz co to jest młotek i nie wiesz jakie ma właściwości, bo nikt go jeszcze nie wynalazł?

dla mnie zawiera (być może interpretuję coś inaczej niż Ty, ale w takim razie proszę o wyjaśnienie) mniej więcej taki przekaz: najpierw trzeba wyprodukować młotek, potem zbadać jego właściwości i dopiero po zbadaniu okaże się do czego on się nadaje. To wygląda na bardzo nieefektywny sposób tworzenia wynalazków, bo większość wynalazków, które wyprodukujemy nie zastanawiając się nad potrzebą, będzie prawdopodobnie bezużyteczna. Oczywiście w praktyce też tak się czasem zdarza, że ktoś prowadzi np. jakieś badania naukowe nie zastanawiając się nad ich praktyczną przydatnością, nawet nie wierząc, że wyniki kiedykolwiek do czegoś się przydadzą, a jednak po jakimś czasie okazuje się, że te wyniki mają znaczenie praktyczne. A poza tym... chyba Henry Ford powiedział kiedyś, że dopóki ludziom nie pokazał wyprodukowanego przez siebie samochodu, oni pragnęli mieć tylko większe i silniejsze konie:) Steve Jobs z tego co pamiętam coś podobnego powiedział kiedyś o komputerach Apple. Więc tak bywa, jest jakaś "inna strona", która czasem się przydaje (przynajmniej tak na pierwszy rzut oka to wygląda). Tylko jej przydatność jest jakby bardziej dyskusyjna.

Ale, tak już jak napisałem, być może jest tu kwestia, że coś inaczej zinterpretowałem i trzeba "uzgodnić terminologię"(?)

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 godzin temu, darekp napisał:
W dniu 2.08.2021 o 12:40, Sławko napisał:

Skąd masz wiedzieć jakie zastosowanie może mieć młotek, jeśli nie wiesz co to jest młotek i nie wiesz jakie ma właściwości, bo nikt go jeszcze nie wynalazł?

dla mnie zawiera (być może interpretuję coś inaczej niż Ty, ale w takim razie proszę o wyjaśnienie) mniej więcej taki przekaz: najpierw trzeba wyprodukować młotek, potem zbadać jego właściwości i dopiero po zbadaniu okaże się do czego on się nadaje.

To był trochę skrót myślowy, być może mało precyzyjny. Nie sądziłem, że będziesz go tak dokładnie drążył. Chodziło mi o pokazanie, że właśnie tak się nie robi, więc w pełni się z Tobą zgadzam. Chciałem tu wskazać pewien bezsens zapętlenia logiki. Np. w rodzaju "po co budować ścieżki rowerowe skoro nikt nimi nie jeździ", a jak ludzie mają nimi jeździć, skoro ich nie ma.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni pracujący przy eksperymencie ATLAS w CERN donieśli o zaobserwowaniu pierwszego przypadku jednoczesnego powstania trzech masywnych bozonów W (produkcja WWW), które pojawiły się w wyniku zderzeń prowadzonych w Wielkim Zderzaczu Hadronów.
      Bozony W, jako nośniki oddziaływań elektrosłabych, odgrywają kluczową rolę w testowaniu Modelu Standardowego. Po raz pierwszy zostały odkryte przed 40 laty i od tamtej pory są przedmiotem badań fizyków.
      Naukowcy z ATLAS przeanalizowali dane zarejestrowane w latach 2015–2018 i oznajmili, że zauważyli produkcję WWW z poziomem ufności rzędu 8,2 sigma. To znacznie powyżej 5 sigma, gdy już można powiedzieć o odkryciu. Osiągnięcie tak dużej pewności nie było łatwe. Naukowcy przeanalizowali około 20 miliardów zderzeń, wśród których zauważyli kilkaset przypadków produkcji WWW.
      Bozon W może rozpadać się na wiele różnych sposobów. Specjaliści skupili się na czterech modelach rozpadu WWW, które dawały największe szanse na odkrycie poszukiwanego zjawiska, gdyż powodują najmniej szumów tła. W trzech z tych modeli dwa bozony W rozpadają się w elektrony lub miony o tym samym ładunku oraz neutrina a trzeci bozon W rozpada się do pary kwarków. W czwartym z modeli wszystkie bozony W rozpadają się w leptony (elektrony lub miony) i neutrino.
      Dzięki odkryciu specjaliści będą mogli poszukać teraz interakcji, które wykraczają poza obecne możliwości LHC. Szczególnie interesująca jest możliwość wykorzystania procesu produkcji WWW do badania zjawiska polegającego na wzajemnym rozpraszaniu się dwóch bozonów W.
      Więcej na temat najnowszego odkrycia w artykule Observation of WWW production in pp collisions at s√=13 TeV with the ATLAS detector [PDF].

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy pracujący przy eksperymencie ALPHA prowadzonym w CERN-ie są pierwszymi, którym udało się schłodzić antymaterię za pomocą lasera. Osiągnięcie otwiera drogę do lepszego poznania wewnętrznej struktury antywodoru i zbadania, w jaki sposób zachowuje się on pod wpływem grawitacji.
      Antywodór to najprostsza forma atomowej antymaterii. Teraz, gdy mamy możliwość ich chłodzenia, naukowcy będą mogli przeprowadzić porównania atomów antywodoru z atomami wodoru, dzięki czemu poznamy różnice pomiędzy atomami antymaterii i materii. Znalezienie takich ewentualnych różnic pozwoli na lepsze zrozumienie, dlaczego wszechświat jest stworzony z materii.
      To zupełnie zmienia reguły gry odnośnie badań spektroskopowych i grawitacyjnych i może rzucić nawet światło na badania nad antymaterią, takie jak tworzenie molekuł antymaterii i rozwój interferometrii antyatomowej, mówi rzecznik prasowy eksperymentu ALPHA, Jeffrey Hangst. Jeszcze przed dekadą laserowe chłodzenie antymaterii należało do dziedziny science-fiction.
      W eksperymencie ALPHA atomy antywodoru powstają dzięki antyprotonom uzyskiwanym w Antiproton Decelerator. Są one łączone z pozytonami, których źródłem jest sód-22. Zwykle tak uzyskane atomy antywodoru są więzione w pułapce magnetycznej, co zapobiega ich kontaktowi z materią i anihilacji. W pułapce tej najczęściej prowadzone są badania spektroskopowe, podczas których mierzona jest reakcja antyatomów na wpływ fali elektromagnetycznej – światła laserowego lub mikrofal. Jednak precyzja takich pomiarów jest ograniczona przez energię kinetyczną, czyli temperaturę, antyatomów.
      Tutaj właśnie pojawia się potrzeba schłodzenia. Technika laserowego chłodzenia atomów polega na oświetlaniu ich laserem o energii fotonów nieco mniejszej niż energia przejść między poziomami energetycznymi dla danego pierwiastka. Fotony są absorbowane przez atomy, które wchodzą na wyższy poziom energetyczny. A wchodzą dzięki temu, że deficyt energii fotonu potrzebny do przejścia pomiędzy poziomami uzupełniają z własnej energii kinetycznej. Następnie atomy emitują fotony o energii dokładnie dopasowanej do różnicy energii poziomów atomu i spontanicznie powracają do stanu pierwotnego. Jako, że energia emitowanego fotonu jest nieco wyższa od energii fotonu zaabsorbowanego, wielokrotnie powtarzany cykl absorpcji-emisji prowadzi do schłodzenia atomu.
      Podczas najnowszych eksperymentów naukowcy z ALPHA przez kilkanaście godzin chłodzili laserem chmurę atomów antywodoru. Po tym czasie stwierdzili, że średnia energia kinetyczna atomów obniżyła się ponad 10-krotnie. Wiele z atomów osiągnęło energię poniżej mikroelektronowolta, co odpowiada temperaturze około 0,012 kelwina. Następnie antywodór poddano badaniom spektroskopowym i stwierdzono, że dzięki schłodzeniu osiągnięto niemal 4-krotnie węższą linię spektralną niż przy badaniach prowadzonych bez chłodzenia laserowego.
      Przez wiele lat naukowcy mieli problemy z laserowym chłodzeniem wodoru, więc sama myśl o chłodzeniu antywodoru była szaleństwem. Teraz możemy marzyć o jeszcze większych szaleństwach z udziałem antymaterii, mówi Makoto Fujiwara, który zaproponował, by przeprowadzić powyższy eksperyment.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas ostatnich badań w CERN zdobyto dane, które – jeśli zostaną potwierdzone – będą oznaczały, że doszło do naruszenia Modelu Standardowego. Dane te dotyczą potencjalnego naruszenia zasady uniwersalności leptonów. O wynikach uzyskanych w LHCb poinformowano podczas konferencji Recontres de Moriond, na której od 50 lat omawia się najnowsze osiągnięcia fizyki oraz w czasie seminarium w CERN.
      Podczas pomiarów dokonywanych w LHCb porównywano dwa typy rozpadu kwarków powabnych. W pierwszym z nich pojawiają się elektrony, w drugim miony. Miony są podobne do elektronów, ale mają około 200-krotnie większą masę. Elektron, mion i jeszcze jedna cząstka – tau – to leptony, które różnią się pomiędzy sobą zapachami. Zgodnie z Modelem Standardowym, interakcje, w wyniku których pojawiają się leptony, powinny z takim samym prawdopodobieństwem prowadzić do pojawiania się elektronów i mionów podczas rozpadu kwarka powabnego.
      W roku 2014 zauważono coś, co mogło wskazywać na naruszenie zasady uniwersalności leptonów. Teraz, po analizie danych z lat 2011–2018 fizycy z CERN poinformowali, że dane wydają się wskazywać, iż rozpad kwarka powabnego częściej dokonuje się drogą, w której pojawiają się elektrony niż miony.
      Istotność zauważonego zjawiska to 3,1 sigma, co oznacza, iż prawdopodobieństwo, że jest ono zgodne z Modelem Standardowym wynosi 0,1%. Jeśli naruszenie zasady zachowania zapachu leptonów zostanie potwierdzone, wyjaśnienie tego procesu będzie wymagało wprowadzenie nowych podstawowych cząstek lub interakcji, mówi rzecznik prasowy LHCb profesor Chris Parkes z University of Manchester.
      Rozpad kwarka powabnego prowadzi do pojawienia się kwarka dziwnego oraz elektronu i antyelektronu lub mionu i antymionu. Zgodnie z Modelem Standardowym w procesie tym pośredniczą bozony W+ i Z0. Jednak naruszenie zasady uniwersalności leptonów wskazuje, że zaangażowana w ten proces może być jakaś nieznana cząstka. Jedna z hipotez mówi, że jest to leptokwark, masywny bozon, który wchodzi w interakcje zarówno z leptonami jak i z kwarkami.
      Co istotne, dane z LHCb zgadzają się z danymi z innych anomalii zauważonych wcześniej zarówno w LHCb, jak i obserwowanych od 10 lat podczas innych eksperymentów na całym świecie. Nicola Serra z Uniwersytetu w Zurichu mówi, że jest zbyt wcześnie by wyciągać ostateczne wnioski. Jednak odchylenia te zgadzają się ze wzorcem anomalii obserwowanych przez ostatnią dekadę. Na szczęście LHCb jest odpowiednim miejscem, w którym możemy sprawdzić potencjalne istnienie nowych zjawisk fizycznych w tego typu rozpadach. Musimy przeprowadzić więcej pomiarów.
      LHCb to jeden z czterech głównych eksperymentów Wielkiego Zderzacza Hadronów.Jego zadaniem jest badanie rozpadu cząstek zawierających kwark powabny.
      Artykuły na temat opisanych tutaj badań zostały opublikowane na stronach arXiv oraz CERN.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obowiązujący od ponad 70 lat powłokowy model jądra atomowego trzyma się dobrze. Jednak badania przeprowadzone właśnie w ramach eksperymentu ISOLDE w CERN są kolejnymi dającymi sprzeczne informacje odnośnie liczb magicznych.
      Z modelu powłokowego możemy wywnioskować, że te jądra, których powłoki są wypełnione, mają większą energię wiązania niż inne, są zatem stabilniejsza niż inne jądra. Liczby protonów i neutronów, dla których powłoki są wypełnione, nazywane są liczbami magicznymi. Obecnie uznane liczby magiczne zarówno dla protonów jak i neutronów to 2, 8, 20, 28, 50, 82 i 126. Jeśli mamy do czynienia z jądrem, dla którego i protony i neutrony występują w liczbie magicznej, mówimy o jądrze podwójnie magicznym. Jądrem podwójnie magicznym jest np. jądro tlenu, zawierające 8 protonów i 8 neutronów.
      Od mniej więcej dwóch dekad kolejne eksperymenty wskazują, że liczbą magiczną, przynajmniej dla neutronów, może być 32. W 2013 roku naukowcy z CERN badając izotopy wapnia bogate w neutrony zauważyli nagły spadek energii separacji neutronów poza liczbą N=32. Literami N i Z oznacza się, odpowiednio, liczbę neutronów i protonów w jądrze. Spadek taki wskazuje zaś, że 32 może być liczbą magiczna. Jeszcze wcześniej ci sami naukowcy podczas badania spektrum wzbudzenia wapnia-52 zaobserwowali wyższe niż spodziewane wzbudzenie przy wartościach Z=20 i N=32. Jako, że wiemy, iż 20 jest liczbą magiczną, sugerowałoby to istnienie w tym przypadku jądra podwójnie magicznego. Jakby tego było badania prowadzone w japońskim RIKEN wskazują na zmiany pobudzenia nie tylko jądra wapnia-52 (N=32), ale też wapnia-54 (N=34).
      Z drugiej jednak strony badania promieni kwadratowych jąder potasu-51 i wapnia-52, dla których N=32 nie wykazało żadnych oznak, że mamy do czynienia z jądrami magicznymi.
      Naukowcy z ISOLDE badali teraz bardzo egzotyczne jądro potasu-52 (N=33). Poszukiwali w nim nagłego relatywnego wzrostu promienia kwadratowego, co jest silnym wskazaniem, że N=32 jest liczbą magiczną. Jednak niczego takiego nie zauważyli.
      Nowe badania wprowadzają tylko więcej zamieszania. Nie odrzucamy wyników wcześniejszych badań, gdyż były one wykonane prawidłowo, na sprzęcie najwyższej klasy. Kwestionujemy tylko płynące z nich wnioski, że 32 jest liczbą magiczną dla neutronów, mówi Thomas Cocolios, fizyk atomowy z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven (KU Leuven). Teraz uczeni planują przeprowadzenie podobnych pomiarów dla wapnia-53 i wapnia-54, by zweryfikować twierdzenia, iż N=34 jest liczbą magiczną.
      Wiele wskazuje na to, że teoretycy będą musieli przemyśleć problem dotyczący N=32. Badanie energii wskazuje, że jest to liczba magiczna, jednak badanie wielkości jądra temu przeczy. Obserwujemy tutaj sprzeczność pomiędzy badaniami, które dają wiarygodne wyniki. Muszą się tym zająć teoretycy, mówi Gerda Neyens, fizyk teoretyczna z KU Leuven, która kieruje eksperymentem ISOLDE.
      Uczona dodaje, że zrozumienie tego fenomenu nie będzie łatwe, gdyż interakcje pomiędzy protonami a neutronami nie zachodzą bezpośrednio, a na poziomie kwarków. To utrudnia nam zrozumienie jąder atomowych, szczególnie tych egzotycznych. Im więcej badamy egzotycznych jąder, tym bardziej zdajemy sobie sprawę, że nasze modele teoretyczne mają coraz większe kłopoty ze spójnym opisaniem zjawisk w nich zachodzących, dodaje Cocolios.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zderzenia pomiędzy wysoko energetycznymi protonami po raz pierwszy pozwoliły na przyjrzenie się niezwykłym hiperonom. Zaliczane są one do cząstek dziwnych. To bariony zawierające co najmniej jeden kwark dziwny. Hiperony prawdopodobnie występują w jądrach gwiazd neutronowych, zatem ich badanie może sporo zdradzić na temat samych gwiazd oraz środowisk o tak ekstremalnie upakowanej materii.
      Hiperony są hadronami, czyli cząstek złożonych z co najmniej dwóch kwarków. Interakcje pomiędzy hadronami mają miejsce za pośrednictwem oddziaływań silnych. Niezbyt wiele wiemy o oddziaływaniach pomiędzy hadronami, a większość tej wiedzy pochodzi z badan, w których używane są protony i neutrony. Natura oddziaływań silnych powoduje, że bardzo trudno jest czynić w ich przypadku przewidywania teoretyczne. Trudno jest więc teoretycznie badać, jak hadrony oddziałują między sobą. Zrozumienie tych oddziaływań jest często nazywane „ostatnią granicą” Modelu Standardowego.
      Protony, neutrony i hiperony składają się z trzech kwarków. O ile jednak protony i neutrony zbudowane są wyłącznie z kwarków górnych i dolnych, to hiperony zawierają co najmniej jeden kwark dziwny. Badanie hiperonów daje nam zatem nowe informacje na temat oddziaływań silnych.
      Podczas badań naukowcy z CERN, pracujący przy eksperymencie ALICE, przyglądali się wynikom zderzeń wysoko energetycznych protonów, w wyniku których w otoczeniu miejsca kolizji pojawiają się „źródła” cząstek. Dochodzi do interakcji kwarków i gluonów, tworzących nowe cząstki. Powstają też pary hiperonów i protonów. Naukowcy, mierząc korelacje momentów pędu w takich parach zbierają informacje na temat sposobu ich interakcji.
      Interakcje takie można w ograniczonym stopniu przewidywać na podstawie modelowania zachowania kwarków i gluonów. Najnowsze badania wykazały, że przewidywania niemal idealnie zgadzają się z pomiarami.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...