Fisikawan CERN menemukan bukti tiga partikel ‘eksotis’ baru saat Large Hadron Collider kembali online

Fisikawan yang mengamati data dari kolaborasi Large Hadron Collider Beauty (LHCb) di Jenewa telah menemukan tiga partikel “eksotis” yang belum pernah dilihat sebelumnya, menambah daftar partikel subatomik yang diketahui para ilmuwan membentuk alam semesta.

Partikel yang baru ditemukan – dijelaskan pada seminar pada hari Selasa – termasuk pentaquark yang sebelumnya tidak terlihat dan pasangan tetraquark pertama, yang mengandung jenis tetraquark yang sama sekali baru.

Terletak di bawah tanah di perbatasan Prancis-Swiss dekat Jenewa, kolaborasi LHCb adalah salah satu dari empat eksperimen besar di Large Hadron Collider Cern, yang mengkhususkan diri dalam mempelajari perbedaan halus antara materi dan antimateri dengan mempelajari quark.

Quark adalah partikel dasar dan umumnya datang dalam enam rasa – naik, turun, menawan, aneh, naik dan turun – dan memiliki sifat intrinsik yang berbeda seperti muatan listrik, massa, dan putaran.

Mereka biasanya bergabung dalam kelompok dua dan tiga untuk membentuk hadron – yang paling stabil adalah proton dan neutron yang membentuk inti atom – jelas para ilmuwan di Organisasi Riset Nuklir Eropa, yang dikenal sebagai Cern.

Lebih jarang, quark bergabung untuk membentuk partikel empat-kuark dan lima-kuark atau “tetraquark” dan “pentaquark” untuk membentuk hadron “eksotis”.

Sementara partikel eksotis seperti itu telah diteorikan di masa lalu sekitar 60 tahun yang lalu, para peneliti mengatakan ini diamati oleh kolaborasi LHC dan eksperimen lain yang relatif baru, dalam 20 tahun terakhir.

Sebagian besar penemuan hadron eksotis sebelumnya selama dua dekade terakhir telah melibatkan tetraquark atau pentaquark, kata para ilmuwan.

Kombinasi quark dalam tetraquark dan pentaquark yang ditemukan sebelumnya sebagian besar termasuk quark charm dan antiquark charm, dengan dua atau tiga sisanya adalah quark naik, turun, atau aneh atau antiquarknya.

Untuk setiap rasa quark juga terdapat antiquark, yaitu antipartikel dari quark yang hanya berbeda dari quark dalam beberapa sifat, seperti muatan listrik, tetapi berukuran sama tetapi memiliki tanda yang berlawanan.

Selama dua tahun terakhir, para peneliti telah menemukan sebuah tetraquark yang terdiri dari dua charm quark dan dua charm antiquark, serta dua tetraquark “open charm” yang terdiri dari sebuah charm antiquark, sebuah up quark, sebuah down quark, dan sebuah antiquark yang aneh. ada.

“Semakin banyak analisis yang kami lakukan, semakin banyak jenis hadron eksotis yang kami temukan. Kita sedang menyaksikan fase penemuan yang serupa dengan tahun 1950-an, ketika “kebun binatang partikel” hadron ditemukan yang akhirnya mengarah pada penemuan. Kuark Model hadron konvensional pada 1960-an. Kami sedang menciptakan “Kebun Binatang Partikel 2.0,” koordinator fisika LHCb Niels Tuning mengatakan dalam sebuah pernyataan.

Tahun lalu, para peneliti juga menemukan kemunculan pertama dari tetraquark “pesona terbuka ganda”, dengan dua quark pesona dan sebuah antiquark naik dan turun.

“Pesona terbuka berarti partikel tersebut mengandung quark pesona tanpa antiquark yang setara,” para ilmuwan menjelaskan.

Dalam temuan terbaru, para ilmuwan telah menggambarkan jenis baru hadron eksotis.

Salah satunya adalah pentaquark yang terdiri dari quark charm dan antiquark charm, ditambah quark atas, bawah, dan aneh, dan merupakan pentaquark pertama yang mengandung quark aneh.

Yang lain adalah tetraquark bermuatan ganda, yang merupakan tetraquark pesona terbuka yang terdiri dari a pesona Quark, antiquark aneh dan quark naik dan turun barang antik.

Para ilmuwan menemukan partikel ini bersama dengan rekan netralnya.

“Menemukan jenis baru tetraquark dan pentaquark dan mengukur sifat mereka akan membantu ahli teori mengembangkan model terpadu hadron eksotis, yang sifat pastinya sebagian besar tidak diketahui. Ini juga akan membantu lebih memahami hadron konvensional,” kata juru bicara LHCb Chris Parkes.