Fizikçiler, Bu Egzotik Parçacığın Tuhaf Çürümesinin Uzun Süreli Bir Gizemin İpuçlarını Ortaya Çıkarabileceğini Söylüyor

Fizikçiler “egzotik” bir varlığın olağandışı çürümesini ortaya çıkardı atom altı parçacık gizemli yapısına yeni ipuçları sunabilir.

Keşif, fizikçilerden oluşan bir ekip tarafından 2013 yılında yayınlanan bir çalışmada bildirildi. Fiziksel İnceleme MektuplarıDs(2317) olarak bilinen çeşitli atom altı parçacıkların mevcut teorik modelleri arasında ilk "önemli ayrımcılığı" sağladığını savunuyor. meson.

Egzotik Atomaltı Gizemler

Yeni araştırmanın başlangıcı, yirmi yılı aşkın bir süre önce, Ds(2317) mesonu olarak bilinen sıra dışı bir parçacığın ilk tespitiyle başladı. Bu parçacığı benzersiz kılan şeylerden biri, bir tılsım kuarka (ya da bir tür "c kuark") sahip olmasıdır. temel parçacık) ve garip bir antikuark - bilinen tüm kuarkların en hafif üçüncüsü.

O zamanlar bu büyük bir keşif olarak görülüyordu ve bunun iyi bir nedeni vardı: parçacığın ölçülen 2,317 GeV/c2 kütlesi ile onu önemli ölçüde daha yükseğe, yaklaşık 2,4 GeV/c2'ye yerleştiren tahminlere dayanan tahminler arasında önemli bir farklılığa işaret ediyor gibi görünüyordu.

Şimdi, Belle ve Belle II İşbirliği ile araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir çalışmada, parçacığın bozunması sırasında daha önce hiç görülmemiş ışık emisyonlarını içeren, daha önce tespit edilmemiş davranışların gözlemleri ilk kez tanımlandı.

Ekip, analizlerine dayanarak, yeni bulgularının yalnızca bu parçacıkların incelenmesinde önemli bir ilki işaret etmekle kalmayıp aynı zamanda araştırmacıların, Ds(2317) mezonunun gözlemlenen ve beklenen kütle değerleri arasındaki bariz tutarsızlıkları içeren uzun süredir devam eden gizemi çözmelerine yardımcı olabileceğine inanıyor.

Ekip, bulguların aynı zamanda fizikçilere şu anda maddeyi bağlayan temel kuvvetler hakkında daha derin bilgiler sağlayabileceğini söylüyor.

Şaşırtıcı Bir Tutarsızlığı Çözmek

Ekip öncelikle Ds(2317) mezonunun iç yapısını potansiyel olarak tanımlayabilecek bir dizi farklı model önererek soruna yaklaştı. Önemli olan, farklı modellerin her birinin araştırmacıların parçacığın bozunumuna ilişkin belirli bir potansiyel değer aralığını tahmin etmelerine olanak sağlamasıydı.

Bu, Ds(2317 mezonunun bir gama ışını yayarak bozunması olasılığına dayanarak elde edildi; bu olasılık daha sonra tamamen ayrı bir olasılığa bölündü: parçacığın bir gama ışını yerine bir pion (kütlesi elektronun yaklaşık 270 katı olan bir tür mezon) yayması.

Bu iki olasılığa dayanarak ekip, %8,1'den daha büyük bir oranı gösteren ölçümlerin, mezonun kuark-antikuark modellerini içeren kompakt bir durumu temsil etme olasılığına işaret edeceğini belirledi.

Ancak hesaplanan değerin daha düşük olduğu ortaya çıkarsa (özellikle %0,5 ila %4,25 aralığında), bu, parçacığın iki ayrı mezondan oluşan bir tür molekül benzeri duruma daha yakın işlediğini tanımlayan modellerin lehine olacaktır.

Standart Sapmaların Çok Üstünde

Ekip, bu değerleri göz önünde bulundurarak, Japon KEKB ve SuperKEKB elektron-pozitron çarpıştırıcıları tarafından toplanan veriler yardımıyla hangisinin daha olası olduğunu belirlemek için çalışmaya başladı.

Bu bilgi kullanılarak parçacığın gama yayan bozunması başarıyla tespit edildi ve on standart sapmanın üzerinde istatistiksel bir anlamlılık ortaya çıktı. Daha sonra Belle ve Belle II İşbirliği, fotonlar ve pionlar arasındaki bozunma oranının %7'ye yakın olduğunu gösteren ölçümler gerçekleştirdi; belirlenen değer, kuark-antikuark modellerinin çoğundan daha küçük ve moleküler modellerdekilerden daha büyük bir değere yerleştirildi.

Ekip, "Bu sonuç, Ds(2317) yapısının teorik modelleri arasında önemli bir ayrım sağlıyor" diye yazıyor.

İleriye dönük olarak araştırmacılar, gizemli Ds(2317) mezonunun yapısını kesin olarak ortaya çıkarmaya yardımcı olabilecek ek bilgilerin, parçacığın bozunma hızının daha eksiksiz ölçümleri yoluyla elde edilebileceğine inanıyor.

son makale"Radyatif Bozunmanın Gözlemlenmesi 𝐷*𝑠0(2317)+→𝐷*𝑠+𝛾", şurada ortaya çıktı Fiziksel İnceleme Mektupları.

Micah Hanks, The Debrief'in Genel Yayın Yönetmeni ve Kurucu Ortağıdır. Uzay ve astronomi odaklı bilim, savunma ve teknoloji üzerine uzun süredir muhabirlik yapan kendisine şu adresten ulaşılabilir: [email protected]. Onu X'te takip et @MicahHanksve micahhanks.com.