Fiziķi, kas strādā J-PARC daļiņu paātrinātājāJapāna pirmo reizi sintezēja bariona rezonansi Λ(1405), apvienojot negatīvi lādētu kaonu un protonu. Pētījumā tiek noskaidrotas šīs nestabilās daļiņas īpašības un tās masa. Zinātnieki saka, ka turpmāka Λ(1405) analīze palīdzēs izskaidrot superblīvu neitronu zvaigžņu iekšējo struktūru.
Matērijas evolūcijas un barionu rezonanses shematisks attēlojums Λ(1405). Attēls: Hiroyuki Noumi
Daļiņu fizikas standarta modelisuzskata, ka visa matērija sastāv no fundamentāliem kvantu laukiem, kuru kvanti ir 6 leptoni, 6 kvarki un tiem atbilstošās antidaļiņas. Kā likums, kvarki neeksistē atsevišķi, bet tiek apvienoti grupās pa diviem un trim, veidojot hadronus, piemēram, protonus un neitronus. Rezonanse šajā modelī ir īslaicīgs hadronu satraukts stāvoklis.
Fiziķi ir studējušibarionu rezonanse Λ(1405). Bet, neraugoties uz gadiem ilgajiem pētījumiem, šīs rezonanses neparastās īpašības ir grūti izskaidrot. Piemēram, nav skaidrs, kāpēc tam ir vieglākā masa starp negatīvās paritātes barioniem, lai gan tajā ir smagāks dīvains kvarks, atzīmē pētnieki.
Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, fiziķi veicadaļiņu paātrinātāju izpēte. Eksperimenta laikā negatīvi lādēti kaoni jeb K-mezoni (hadroni, kas sastāv no viena dīvaina kvarka un augšpus antikvarka) tika nošauti uz deitērija mērķi, katram no kuriem bija viens protons un viens neitrons. Veiksmīgā reakcijā K mezons izsita neitronu un pēc tam saplūda ar protonu, radot Λ(1405) rezonansi.
Shēma Λ(1405) iegūšanai. Attēls: Hiroyuki Noumi
Analizējot sabrukšanas produktus, fiziķi ir izmērījušikompleksā masa Λ(1405). Pētnieki atzīmē, ka K-mezona un protona saistītā stāvokļa veidošanās bija iespējama tikai tāpēc, ka neitrons aiznesa daļu enerģijas.
Pētījuma rezultāti apstiprina, ka Λ(1405)ir neparasts stāvoklis, kas veidojas no piecām sastāvdaļām – četriem kvarkiem un viena antikvarka. To vislabāk var uzskatīt par K mezona pagaidu saistīto stāvokli, kas sastāv no dīvaina kvarka un augšupvērsta kvarka un protona, kas satur divus augšējos kvarkus un vienu leju kvarku.
Fiziķi norāda, ka labāka izpratne par barioniskorezonanse palīdzēs precīzāk aprakstīt neitronu zvaigznes kodolā esošās īpaši augsta blīvuma matērijas īpašības, kā arī Visuma veidošanās procesus neilgi pēc Lielā sprādziena.
Lasīt vairāk:
Zemes kodols drīz griezīsies citā virzienā
Skatieties, kā ūdeņraža superjahta "lido" virs ūdens ar ātrumu 75 mezgli
Piena ceļš ir neparasti liels tā galaktikas pavedienam
Uz vāka: J-PARC protonu paātrinātājs. Attēls: Patriks Deps, CC BY-SA 2.0, izmantojot Wikimedia Commons