J-PARC parçacık hızlandırıcısında çalışan fizikçilerJaponya, ilk kez negatif yüklü bir kaon ve bir protonu birleştirerek baryon rezonansını Λ(1405) sentezledi. Çalışma, bu kararsız parçacığın özelliklerini ve kütlesini açıklığa kavuşturuyor. Bilim adamları, Λ(1405)'in daha fazla analizinin süper yoğun nötron yıldızlarının iç yapısını açıklamaya yardımcı olacağını söylüyor.
Maddenin evrimi ve baryon rezonansının şematik gösterimi Λ(1405). Resim: Hiroyuki Noumi
Parçacık Fiziğinin Standart Modelitüm maddenin, kuantası 6 lepton, 6 kuark ve bunlara karşılık gelen antiparçacıklar olan temel kuantum alanlarından oluştuğuna inanır. Kural olarak, kuarklar ayrı ayrı var olmazlar, ancak iki ve üçlü gruplar halinde birleşerek hadronlar, örneğin protonlar ve nötronlar oluştururlar. Bu modeldeki bir rezonans, hadronların kısa süreli uyarılmış halidir.
Fizikçiler çalışıyorbaryon rezonansı Λ(1405). Ancak yıllarca süren araştırmalara rağmen, bu rezonansın alışılmadık özelliklerini açıklamak zordur. Örneğin, araştırmacılar, daha ağır bir garip kuark içermesine rağmen, negatif parite baryonları arasında neden en hafif kütleye sahip olduğunun net olmadığını belirtiyor.
Чтобы ответить на эти вопросы физики провели Parçacık hızlandırıcı araştırması. Deney sırasında, negatif yüklü kaonlar veya K-mezonlar (bir garip kuark ve bir yukarı antikuarktan oluşan hadronlar), her biri bir proton ve bir nötrona sahip olan bir döteryum hedefine vuruldu. Başarılı bir reaksiyonda, K mesonu bir nötronu devre dışı bıraktı ve ardından bir protonla birleşerek Λ(1405) rezonansını yarattı.
Λ(1405) elde etme şeması. Resim: Hiroyuki Noumi
Fizikçiler bozunma ürünlerini analiz ederekkarmaşık kütle Λ(1405). Araştırmacılar, K-mezon ve protonun bağlı bir durumunun oluşumunun, yalnızca nötron enerjinin bir kısmını taşıdığı için mümkün olduğunu belirtiyorlar.
Çalışmanın sonuçları şunu doğrulamaktadır: Λ(1405)beş bileşenden (dört kuark ve bir antikuark) oluşan olağandışı bir durumdur. En iyi şekilde, garip bir kuark ve bir yukarı kuarktan ve iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluşan bir protondan oluşan bir K mezonunun geçici bağlı durumu olarak görülür.
Fizikçiler, baryonun daha iyi anlaşılmasınınrezonans, bir nötron yıldızının çekirdeğinde bulunan ultra yüksek yoğunluklu maddenin özelliklerini ve ayrıca Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra Evrenin oluşum süreçlerini daha doğru bir şekilde tanımlamaya yardımcı olacaktır.
Daha fazla oku:
Dünyanın çekirdeği yakında farklı bir yönde dönecek
Hidrojen süperyatının 75 knot hızla su üzerinde 'uçuşunu' izleyin
Samanyolu, galaktik filamanı için anormal derecede büyük
Kapakta: J-PARC proton hızlandırıcı. Resim: Patrick Dep, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons aracılığıyla