Die Treffer kommen immer wieder vom Fermi National Accelerator Laboratory des Energieministeriums. Bisher hat das Labor in diesem Monat die Entdeckung eines seltenen einzelnen Top-Quarks angekündigt und dann die Lücke - tatsächlich zweimal - für die Masse des schwer fassbaren Higgs-Boson-Partikels oder „Gott-Partikels“, von dem angenommen wird, dass es alle anderen Partikel ergibt, verringert ihre Masse.
Jetzt haben Wissenschaftler ein neues, völlig untheorisiertes Teilchen entdeckt, das herausfordert, was Physiker zu wissen glaubten, wie Quarks sich zu Materie verbinden. Sie nennen es Y (4140), was die gemessene Masse von 4140 Mega-Elektronenvolt widerspiegelt.
"Es muss versucht werden, uns etwas zu sagen", sagte Jacobo Konigsberg von der University of Florida, ein Sprecher des Collider Detector-Teams von Fermilab. "Bisher sind wir uns nicht sicher, was das ist, aber seien Sie versichert, wir werden weiter zuhören."
Materie, wie wir sie kennen, besteht aus Bausteinen, die Quarks genannt werden. Quarks passen auf verschiedene, gut etablierte Arten zusammen, um andere Teilchen aufzubauen: Mesonen aus einem Quark-Antiquark-Paar und Baryonen aus drei Quarks.
Kürzlich haben Elektronen-Positronen-Kollider im SLAC National Accelerator Laboratory in Stanford und im japanischen Labor KEK Beispiele für zusammengesetzte Quarkstrukturen enthüllt - die genanntenX. undY.Teilchen - das sind nicht die üblichen Mesonen und Baryonen. Und jetzt hat die Collider Detector at Fermilab (CDF) -Kollaboration Beweise für das Y (4140) -Partikel gefunden.
Das Y (4140) -Partikel zerfällt in ein Paar anderer Partikel, das J / psi und das Phi, was den Physikern nahe legt, dass es sich möglicherweise um eine Zusammensetzung aus Charm- und Anticharm-Quarks handelt. Die Eigenschaften dieses Zerfalls entsprechen jedoch nicht den herkömmlichen Erwartungen für ein solches Make-up. Andere mögliche Interpretationen jenseits einer einfachen Quark-Antiquark-Struktur sind Hybridpartikel, die auch Gluonen enthalten, oder sogar Vier-Quark-Kombinationen.
Die Fermilab-Wissenschaftler beobachteten Y (4140) -Partikel beim Zerfall eines viel häufiger produzierten Partikels, das einen Bodenquark namens B + Meson enthält. Sie durchsuchten Billionen von Proton-Antiproton-Kollisionen aus Fermilabs Tevatron und identifizierten eine kleine Stichprobe von B + -Mesonen, die in einem unerwarteten Muster zerfielen. Weitere Analysen zeigten, dass die B + -Mesonen in Y zerfielen (4140).
Das Y (4140) -Partikel ist das neueste Mitglied einer Familie von Partikeln mit ähnlichen ungewöhnlichen Eigenschaften, die in den letzten Jahren von Experimentatoren bei Fermilab's Tevatron sowie bei KEK und dem SLAC-Labor beobachtet wurden, das in Stanford im Rahmen einer Partnerschaft mit den USA tätig ist Energiebehörde.
"Wir gratulieren CDF zu den ersten Beweisen für einen neuen unerwarteten Y-Zustand, der zu J / psi und phi zerfällt", sagte der japanische Physiker Masanori Yamauchi, ein KEK-Sprecher. „Dieser Zustand könnte mit dem von Belle entdeckten Y-Zustand (3940) zusammenhängen und könnte ein weiteres Beispiel für ein exotisches Hadron sein, das Zauberquarks enthält. Wir werden versuchen, diesen Zustand in unseren eigenen Belle-Daten zu bestätigen. “
Theoretische Physiker versuchen, die wahre Natur dieser exotischen Kombinationen von Quarks zu entschlüsseln, die außerhalb unseres gegenwärtigen Verständnisses von Mesonen und Baryonen liegen. In der Zwischenzeit suchen Experimentatoren gerne weiter nach solchen Partikeln.
"Wir bauen Stück für Stück auf unserem Wissen auf", sagte Fermilab-Sprecher Rob Roser, "und mit genügend Teilen werden wir verstehen, wie dieses Puzzle zusammenpasst."
Die Beobachtung von Y (4140) ist Gegenstand eines Artikels, den CDF bei eingereicht hat Briefe zur körperlichen Überprüfung diese Woche. Neben der Ankündigung von Y (4140) präsentiert die CDF-Experimentkooperation diese Woche mehr als 40 neue Ergebnisse auf der Moriond-Konferenz zur Quantenchromodynamik in Europa, einschließlich der Entdeckung der elektroschwachen Top-Quark-Produktion und einer neuen Grenze für das Higgs-Boson mit Experimentatoren aus der DZero-Zusammenarbeit von Fermilab.
Quelle: Fermilab
