CERN odkril pet vzbujenih stanj težkega bariona

Po odkritju Higgsovega bozona raziskovalcem v CERN-u ni zmanjkalo dela, saj veliki hadronski trkalnik še naprej odkriva nove zanimive delce. Izmerili so bili na primer zelo redek razpad delca in nove odraze asimetrije med materjo in antimaterijo. Sedaj so objavili odkritje petih novih stanj delca Ω_c⁰ v eni analizi, kar je svojevrstna posebnost. Za odkritje je zaslužna kolaboracija LHCb.

Ω_c⁰ je barion, ki ga sestavljajo tri kvarki: dva z okusom čudnost in eden z okusom čar. Ta delec razpade najprej v barion Ξc+ (sestavljen iz kvarkov čar, čudnost in gor) in kaon K^-, naposled pa v proton, kaon K^- in pion π⁺. Zanimivo pa je zlasti to, da so odkrili pet različnih vzbujenih stanj prvotnega delca: Ω_c(3000)⁰, Ω_c(3050)⁰, Ω_c(3066)⁰, Ω_c(3090)⁰ in Ω_c(3119)⁰, kjer so v oklepaju njihove mase v megaelektronvoltih (MeV). Odkritje ima dovolj visoko statistično pomembnost, da ne gre za naključje. Naslednji korak bo določitev kvantnih števil novih delcev.

Barion Ω_c⁰ je težji partner bariona Ω^-, ki je imel v zgodovini fizike delcev pomembno vlogo. Ob odkritju številnih novih delcev v 50. letih so raziskovalci menili, da so novoodkriti delci elementarni, zato so jih poizkušali popredalčkati v nekakšen fizikalni periodni sistem. Ker jih je bilo čedalje več, to ni šlo in pojavljale so se nov teorije. V eni izmed popularnih novih shem je manjkal le še delec Ω^-, ki so ga leta 1964 tudi odkrili. To odkritje je dalo pomemben dokaz za teorijo kvarkov. Ω^- so sestavljali tri kvarki čudnost, njegov težji partner pa ima namesto enega izmed njih kvark čar.

Sam Ω_c⁰ je sicer že nekaj časa znan, novo pa je pet odkritih vzbujenih stanj. Kot pojasnjuje Lubos Motl s Harvarda, je v fiziki delcev nekoliko drugače kakor v recimo kemiji. Tu lahko gledamo na vzbujena stanja kakor na nov delec, ker so interakcije med stavnimi deli povsem drugačne, pa ne bomo govorili neresnice. Njihove raziskave bodo pomagale odgovoriti na vprašanja, kako se kvarki vezani v barionu, kar bo pojasnilo tudi že odkrit obstoj večjih skupin kvarkov, denimo tetrakvarke in pentakvarke. Ko bo LHC letos začel obratovati, se torej nadejamo še veliko novih odkritij.