سرن نتوانست کشف ذره چهارکوارکيِ آزمایشگاه فرمی را تایید کند!

بيگ بنگ/ تحليل اوليه از داده‌هايي که مجموعه LHCb در آزمايشگاه فيزيک ذرات سرن نزديک جنوا گرفته، ادعاي اخير فيزيکدان‌هاي آزمايش D0 از آزمايشگاه فرمي در آمريکا مبني بر کشف ذره‌اي عجيب شامل چهار کوارک را مورد ترديد قرار داده است. به گزارش انجمن فيزيک ايران، عقيده بر اين بود که اين چهارکوارکي موسوم به X(5568) از کوارک‌هاي «بالا»، «ته» و پادکوارک‌هاي «پايين» و «شگفت» تشکيل شده است. کوارک‌ها اغلب يا به صورت جفت ظاهر شده، مزون‌ها را مي‌سازند يا به صورت مجموعه‌ي سه تايي، باريون‌ها را به وجود مي‌آورند. ذره‌ي جديد جرمي به اندازه‌ي ۵۵۶۸ Mev/c2 دارد و از داده‌هاي حاصل از برخورد پروتون-پادپروتون در آزمايش D0 که نه سال در برخورددهنده‌ي (هم اکنون غيرفعالِ) تواترون در جريان بوده، پيدا شده است. مجموعه‌ي D0 در خصوص کشف اين چهارکوارکي با اهميت آماري ۵٫۱σ مقاله‌اي براي Physical Review Letters فرستاد و در فوريه آن را در arXiv قرار داد. اين مقدار آماري بزرگتر از مقدار مورد نياز ۵σ براي اعلام يک کشف در فيزيک ذرات است.[مقاله ي فارسي] جفت‌هاي اضافي فيزيکدان‌هاي D0 به جاي مشخص کردن خود ذره‌ي X(5568)، جفت‌هايي از مزون‌هاي Bs و مزون‌هاي پاي را که از واپاشي X(5568) به وجود مي‌آيد تشخيص دادند. آنها متوجه ۱۱۳ تا از اين جفت‌ها شدند که اضافه‌تر از حد زمينه‌ي مورد انتظار بودند. مجموع انرژي هر جفت حدود ۵۵۶۸ Mev بود و با جرم چهارکوارکي مطابقت داشت. X(5568) بايد در برخورد پروتون-پروتون در برخورددهنده‌ي بزرگ هادروني سرن(LHC) هم توليد شود. آزمايش LHCb- که براي آشکارسازي مزون‌هاي B طراحي شده- موقعيتي عالي براي مطالعه‌ي چهارکوارکي جديد است. اما متاسفانه، فيزيکدان‌هاي مشغول در LHCb، عليرغم اينکه داده‌هاي حاصل از ۲۰ برابر رخدادهاي مزون Bs در گروه D0 را تحليل کرده‌اند، نشانه‌اي از X(5568) نيافته‌اند. فيزيکدان‌هاي ذرات به چهارکوارکي‌ها علاقه زيادي دارند زيرا اغلب هادرون‌هاي شناخته شده يا مزون هستند که کوارک و پادکوارک دارند يا باريون‌اند که ترکيبي از سه کوارک است. در نظريه‌ي نيروي قوي- کروموديناميک کوانتومي(QCD)- انواع ديگري از باريون‌هاي عجيب با چهار کوارک (تتراکوارک) و پنج کوارک (پنتا کوارک) هم مجاز هستند. اما محاسبات کروموديناميک کوانتومي فوق العاده مشکل است و نمي‌توان پيکربندي‌هاي ممکن از چهار يا پنج کوارکي‌ها را دقيقاً مشخص کرد. هسته‌ي چارمونيوم X(5568) به ويژه از آن جهت جالب است که برخلاف همه‌ي چهار و پنج کوارکي‌هاي شناخته شده که از جفت کوارک و پاد کوارک افسون charm تشکيل شده‌اند، چهارکوارک و پادکوارک با طعم‌هاي مختلف دارد. اين امر برخي فيزيکدان‌ها را به اين نتيجه‌ي احتمالي رساند که چارمونيوم -حالت مقيدي از کوارک و پادکوارک افسون- هسته‌اي مي‌سازد که چهار و پنج کوارکي‌ها در اطراف آن شکل مي‌گيرند. تحليل LHCb در يک يادداشت کنفرانسي در وبگاه سرن توضيح داده شده است. با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد