Pentakuarklar Artık Teoriden İbaret Değil

LHC fizikçileri pentakuark(5 kuark yapısına sahip) yapisina sahip Parçacıklar keşfettiler.

Elektronlarla birlikte atomu oluşturan Protonlar ve nötronlar kendilerinden daha küçük kuark adını verdiğimiz parçacıklardan oluşmuştur. Proton ve nötronun her ikiside 3 tane kuarktan oluşur . Proton 2 yukarı kuark bir aşağı kuark, nötron ise 2 aşağı bir yukarı kuarktan oluşmuştur.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki LHCb de çalışan deneysel fizikçiler 3 değil ,4 değil tam 5 kuarktan oluşan iki parçacık keşfettiler. Bilim insanları bu tarz parçacıkları bulmak için tam 50 yıldır araştırma yapıyorlar.

Gruptaki fizikçilerden birine göre , pentakuark sadece yeni bir parçacık değil, yapısını araştırmak için bize normal maddeyi daha iyi anlama şansı verebilir.

Kuarklar ilk kez 1964 yılında fizikçi Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından teorik olarak keşfedildi. He ikisi tarafından bağımsız olarak daha küçük parçacıklara ayrılmayan temel yapı taşları olarak tarif edildi. Daha sonra Kuarklarin altı çeşit olduğu bulundu: aşağı yukarı, tuhaf, tılsım, üst ve alt kuark.

Gell-Mann Pion gibi bazı parçacıkların 2 kuarktan oluştuğunu , proton ve nötron gibi diğer parçacıkların ise 3 kuarktan oluştuğunu tahmin etti. Fakat ayni zamanda 4 veya 5 kuarktan oluşan parçacıklarında olabileceğini iddia etti.

Gecen yıl LHCb deki fizikçiler 4 kuarktan oluşan parçacıklar olduğunu onayladılar. Fakat 5 kuarktan oluşan parçacıklar bugüne kadar bulunamamıştı.

Fakat sonunda LHCb fizikçileri çok farklı bir deney sonuçlarını analiz ederken şans eseri pentakuarklari keşfettiler.

Bu deneyde çalışan doktora öğrencilerinden birine(Nathan Jurik) , deneysel data kirliliğinden oluştuğunu (background) sandığımız bu piki incelemesin istedik. Cok uzun sure üzerinde calistiktan sonra, yüzünde bir gülümsemeyle gelerek hic beklenmeyen kocaman bir sinyal olduğunu söyledi. Daha sonra ona üzerinde çalıştığı konuyu bırakıp bu sinyale odaklanmasını istedik.

Jurik’in bulduğu şey bir yukarı bir aşağı birde alt kuarktan oluşan Lamda-b parçacığının (bir baryon) ışımasının bir özelliğiydi.

Lambda-b parçacığı kararsız olup , çok çabuk şekilde 3 ayrı parçacığa bozunur : J-psi(tılsım ve anti- tılsım kuark tan oluşur), kaon(tuhaf kuarkin anti üst kuark çiftinden oluşur) ve bir proton.

Bu yeni keşfedilen parçacıklar iki çeşittir, birisi spin 3/2 diğeri ise spin 5/2. LHCb deki fizikçiler bunlara Pc(4450)+ ve Pc(4380)+ adlarını verdi.

Bu 5 kuark yapısına sahip parçacıkların bulunmasıyla Gell-Mann’in teorisi tamamlanmış oldu. Bu kesif bilim insanlarına kuarklarin nasıl bir arada durduklarını ve kati maddenin iskeletini nasıl oluşturduklarını araştırma imkânı verecek.

şu ana kadar LHCb araştırmacıları bu pentakuark çiftinin spinini ,kütlesini ve yaşam suresini tanımladılar fakat henüz nasıl bir arada durduklarını anlayamadılar.

Bu projedeki araştırmacılardan Stone’ a göre : “ Biz pentakuarklari aramadık, onlar geldi bizi buldu”

Kaynak:
http://www.symmetrymagazine.org/article/july-2015/lhc-physicists-discover-five-quark-particle