V CERN-u odkrili najstabilnejši eksotični delec doslej

V CERN-u so v eksperimentu LHCb odkrili nov sestavljeni delec, ki so ga poimenovali T_cc⁺. Od tod sledi, da gre za tetrakvark, ki vsebuje dva kvarka in dva antikvarka (ccūd̄). Eksotičnih delcev, kamor sodijo tudi tetrakvark, so sčasoma odkrili že cel kup, omenjeni pa ima najdaljšo življenjsko dobo med vsemi znanimi.

Standardni model trenutno sestavlja 17 osnovnih delcev, ki se delijo v več vrst. Imamo šest kvarkov (po dva iz vsake generacije, imenujejo se gor, dol; čudni, čarni; vrh, dno) in šest leptonov (elektron, mion in tau skupaj s svojimi nevtrini), štiri bozone in Higgsov bozon. Kvarki se v sestavljene delce običajno povezujejo po trije - tako sta sestavljena proton (gor, gor, dol) in nevtron (gor, dol, dol) - ali v paru kvark-antikvark. Druge kombinacije, denimo štirje ali celo pet kvarkov, se imenujejo eksotični delci, ker sprva sploh niso verjeli, da lahko obstajajo, in ker danes vemo, da hitro razpadejo.

Kombinacij je mnogo, a novi tetrakvark je pomemben zato, ker ima med doslej odkritimi najdaljši razpolovni čas. To predvsem krepi pričakovanja, da bo (še neodkriti) tetrakvark resnično stabilnejši, kot kažejo izračuni. Vse od 80. let namreč vemo, da bi bili tetrakvarki iz dveh težkih kvarkov in dveh lahkih antikvarkov lahko posebej stabilni. Novoodkriti delec vsebuje dva kvarka čar in antikvarka gor in dol. S tem je to prvi odkriti tetrakvark tako želene kombinacije, dva težka kvarka in dva lahka antikvarka.

Če bi v prihodnosti uspeli najti in proizvesti tetrakvark, ki bi imel dva kvarka dno in antikvarka gor in dol, bi bil razpad v mezone prepovedan, kar bi pomenilo več velikostnih razredov daljše razpolovne čase. In tak tetrakvark bi bil precej stabilen.

V kolaboraciji LHCb sodeluje 1500 znanstvenikov z 86 inštitutov v 19 državah, tudi Sloveniji. Doslej so objavili več kot 550 znanstvenih člankov o odkritjih v okviru tega projekta.