-
ذره ي پنج-كواركي كشف شد
ذره ي پنج-كواركي كشف شد
تا كنون تمام ذرات بنيادي در دو دسته ي سه كواركي (باريون ها مثل پروتون و نوترون) و دو كواركي (مزون ها مثل پيون ها و كاؤون ها) تقسيم مي شدند. اما اينك بايد گفت حالت سومي از ذرات كه پنج كوارك دارند هم قابل مشاهده شدند كه البته به دليل طول عمر بسيار كم در حد 20- ^10 آنها را ذرات تشديدي مي نامند.
يك تيم فيزيكدان در آزمايشگاه SPring-8 در ژاپن توانستند ذره ي پنج كواركي را كه جرمي معادل 1.5GeV داشت را آشكار كنند به اينصورت كه يك پرتو ليزري را از يك پرتو الكترون هاي شتاب گرفته در يك سينكروترون با انرژي 8GeV پراكنده كردند. فوتونهاي پراكنده شده ي كه اشعه ي گاما ي بسيار قدرتمند هستند به يك هدف ِ ساكن از جنس كربن 12 برخورد كردند و از برخورد گاما با يك نوترون در هسته ي كربن يك نوترون، يك ذره ي مزون بنام كاؤون مثبت K+ و يك كاؤون منفي K- خلق مي شوند. اما آشكارسازهاي پر قدرتي رديابي ذرات ديگري را هم دنبال كردند.
نهايتا مشاهده شد كه K+ و نوترون مشاهده شده حاصل از تلاشي ذره اي پنج كواركي و بسيار كم عمر است كه بوجود مي آيد. اين ذره ي آميخته (amalgamated particle) يا تشديدي (resonence) سه كوارك نوترون يعني «پايين»، «پايين» و «بالا» را دارد و دو كوارك K+ يعني كوارك «بالا» و «پاد شگفت». علت ادعاي بوجود آمدن ِ اين ذره وجود داشتن ِ يك قله در نمودار ِ جرمهاي از دست رفته ي منتج از ذرات ِ K- مشاهده شده در آزمايش است.
اشعه ي گاما به هسته برخورد مي كند. با نوترون واكنش مي كند و K- ، پروتون و ذرات ديگري بوجود مي آورد اما جرم جديدي هم بنام پنج كواركي بوجود مي آورد كه بمدت 20-^10 ثانيه دوام دارد و بعد به نوترون و K+ واپاشي مي كند
دستگاه لِپس (Laser-Electron Photon Facility) در ماشين ِ SPring-8 اين اوج ِ ناگهاني در نمودار را در جرم 1540MeV مشاهده كرد كه عدم قطعيت ِ آن 10MeV است. اين عدم قطعيت مي گويد كه اين رقم نمي تواند يك افت و خيز معمولي باشد و بايد ذره اي بوجود آمده باشد كه مدتي دو تا از ذزات نهايي واكنش را (k+ و نوترون) در خود نگه مي دارد.
با اين كار دكتر تاكاشي ناكانو و همكارانش (تماس بگيريد با nakano@rcnp.osaka ) ادعاي كشف ِ ذره ي پنج كواركي را چاپ كردند. (مراجعه كنيد به Physical Review Letters, 4 July 2003)
به زودي تأييدي بر اين ادعا ظاهر شد. يك تيم از فيزيكدانهاي آمريكايي به سرپرستي كن هيكس Jen Hicks از دانشگاه اوهايو (تماس بگيريد با: hicks@ohio.edu, 740-593-1981 ) كه در برخورد دهنده ي CLAS در شتابدهنده ي ملي توماس جفرسن كار مي كردند شاهدي بر پنج كواركي ها يافتند. آنها نيز يك پرتو فوتون (كه هر فوتون از اصابت كردن باريكه اي از الكترون شتابدار در آزمايشگاه جفرسن با يك هدف بوجود آمده تا انرژي فوتون هاي پراكنده شده ي ناشي از اين برخورد دقيقا اندازه گيري شود) را در حد انرژي اشعه ي گاما را به يك هسته ي دوترون برخورد داردند و آشكارسازها توانستند پنج كواركي ِ نوترون-كاؤون (+nK) را آشكار كنند. استپان استپانيان Stepan Stepanyan (تماس بگيريد با: stepanya@jlab.org, 757-269-7196) گزارش داد كه جرم اين پنج كواركي را 1.542GeV يافته اند با عدم قطعيت 5MeV روي اندازه گيري فوق. اين نتيجه با نتيجه ي قبلي گروه SPring-8 در ژاپن در تطبيق است.
همچنين شتابدهنده ي دي زي DESY در آلمان هم پنج كواركي را تأييد كرد. حال كه ذره ي پنج كواركي قطعا وجود دارد احتمالا فعاليتهاي زيادي در جهت ِ بررسي خانواده ي جديد صورت مي گيرد.
