Fizikai, dirbantys J-PARC dalelių greitintuveJaponija pirmą kartą susintetino bariono rezonansą Λ(1405), sujungdama neigiamai įkrautą kaoną ir protoną. Tyrimas išaiškina šios nestabilios dalelės savybes ir jos masę. Tolesnė Λ(1405) analizė padės paaiškinti vidinę supertankių neutroninių žvaigždžių struktūrą, teigia mokslininkai.
Scheminis materijos raidos ir bariono rezonanso vaizdas Λ(1405). Nuotrauka: Hiroyuki Noumi
Standartinis dalelių fizikos modelismano, kad visa materija susideda iš pagrindinių kvantinių laukų, kurių kvantai yra 6 leptonai, 6 kvarkai ir juos atitinkančios antidalelės. Paprastai kvarkai neegzistuoja atskirai, o yra sujungti į grupes po du ir tris, sudarydami hadronus, pavyzdžiui, protonus ir neutronus. Šio modelio rezonansas yra trumpalaikė sužadinta hadronų būsena.
Fizikai studijavobariono rezonansas Λ(1405). Tačiau nepaisant ilgus metus trukusių tyrimų, neįprastas šio rezonanso savybes paaiškinti sunku. Pavyzdžiui, neaišku, kodėl jo masė yra lengviausia tarp neigiamo pariteto barionų, nors jame yra sunkesnis keistas kvarkas, pažymi mokslininkai.
Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, fizikai atlikodalelių greitintuvo tyrimai. Eksperimento metu į deuterio taikinį buvo šaudomi neigiamo krūvio kaonai arba K-mezonai (hadronai, susidedantys iš vieno keisto kvarko ir aukštyn esančio antikvarko), kurių kiekvienas turėjo po vieną protoną ir vieną neutroną. Sėkmingos reakcijos metu K mezonas išmušė neutroną ir susiliejo su protonu, sukurdamas Λ(1405) rezonansą.
Λ(1405) gavimo schema. Nuotrauka: Hiroyuki Noumi
Analizuodami skilimo produktus fizikai išmatavokompleksinė masė Λ(1405). Tyrėjai pažymi, kad susietos K-mezono ir protono būsenos susidarymas buvo įmanomas tik todėl, kad neutronas nunešė dalį energijos.
Tyrimo rezultatai patvirtina, kad Λ(1405)— это необычное состояние, сформированное из пяти компонентов — четырех кварков и одного антикварка. При этом его лучше всего рассматривать как временное связанное состояние K—-мезона, состоящего из странного кварка и верхнего антикварка, и протона, содержащего два верхних кварка и один нижний кварк.
Fizikai pabrėžia, kad geriau suprasti barioninįrezonansas padės tiksliau apibūdinti itin didelio tankio materijos, egzistuojančios neutroninės žvaigždės šerdyje, savybes, taip pat Visatos formavimosi procesus netrukus po Didžiojo sprogimo.
Skaityti daugiau:
Netrukus Žemės branduolys suksis kita kryptimi
Stebėkite, kaip vandenilinė superjachta „skraido“ virš vandens 75 mazgų greičiu
Paukščių takas yra neįprastai didelis dėl savo galaktikos gijos
Ant viršelio: J-PARC protonų greitintuvas. Vaizdas: Patrick Dep, CC BY-SA 2.0, per Wikimedia Commons