Πέντε νέα υποατομικά σωματίδια ανακαλύφθηκαν στον επιταχυντή του CERN

«Φως» στον τρόπο που παραμένει ενωμένος ο πυρήνας των ατόμων, αναμένεται να ρίξει η ανακάλυψη πέντε νέων υποατομικών σωματιδίων από το πείραμα LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN. Όλα τα σωματίδια αποτελούν παραλλαγές του βαρυονίου Ωμέγα-c, το οποίο είχε επιβεβαιωθεί πειραματικά το 1994.

Αν και οι φυσικοί υπέθεταν πως υπάρχουν παραλλαγές του Ωμέγα-c που έχουν μεγαλύτερη μάζα, μέχρι σήμερα δεν είχαν καταφέρει να τις ανιχνεύσουν. Έτσι, με τον εντοπισμό τους, ανοίγει ο δρόμος ώστε, μελετώντας τα, οι επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη δράση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης.

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη συγκρότηση των πυρήνων των ατόμων, από τα νετρόνια και τα πρωτόνια. Τα σωματίδια αυτά, που ονομάζονται αδρόνια, αποτελούνται από πιο στοιχειώδη σωμάτια, τα κουάρκ. Τόσο τα νετρόνια όσο και τα πρωτόνια αποτελούνται από δύο είδη κουάρκ, τα «πάνω» (up) και κάτω (down).

Έτσι, η ισχυρή πυρηνική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη συνοχή των κουάρκ στα πρωτόνια και τα νετρόνια, ενώ έκφανσή της είναι επίσης η συγκράτηση των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα. Η περιγραφή της γίνεται από μία θεωρία που ονομάζεται κβαντική χρωμοδυναμική.

Το βαρυόνιο Ωμέγα-c ανήκει στην ίδια «οικογένεια» με τα πρωτόνια και τα νετρόνια, αν και θεωρείται πιο «εξωτικό». Αποτελείται κι αυτό από κουάρκ, και πιο συγκεκριμένα από ένα «γοητευτικό» (charm) και δύο «παράξενα» (strange) κουάρκ.

Μιλώντας στο BBC, ο Δρ Γκρεγκ Κόουαν από το πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, ο οποίος συμμετέχει στο πείραμα, χαρακτήρισε «εντυπωσιακή» την ανακάλυψη. «Ρίχνοντας φως στον τρόπο που ενώνονται τα κουάρκ, μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα όχι μόνο τα πρωτόνια και τα νετρόνια, αλλά και πιο εξωτικές κατηγορία σωματιδίων, όπως τα τετρακουάρκ και τα πεντακουάρκ».

«Τα σωματίδια αυτά κρύβονταν σε κοινή θέα εδώ και χρόνια», σημειώνει η Δρ Σάρα Τίερς από το πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ και επίσης μέλος της ερενητικής ομάδας του πειράματος. «Χρειαζόταν ωστόσο η υψηλή ευαισθησία του LHCb για να τα εντοπίσουμε».