کشف ذره زیر اتمی جدید بعد از 50 سال
محققان به تازگی در مرکز هادرون ،بزرگ ترین سایت آزمایش و برخورد دادن اتم ها موفق به کشف پنتاکوارک (یکی از ذرات زیر اتمی) شدند , گفتنی است 50 سال پیش دانشمندان با ارائه نظریه های مختلف از احتمال وجود این ذره زیر اتمی خبر داده بودند.
به گفته گای ویلکینسون،سخنگوی مرکز هادرون , پنتاکوارک ذره زیر اتمی جدیدی به حساب نمی آید.
پنتاکوارک راهی برای متراکم ساختن کوارک ها بوده به عبارت دیگر آن ها ترکیبات اساسی و اولیه پروتون ها و نوترون ها در الگویی بوده که تا پیش از این تا 50 سال گذشته در هیچ آزمایشی هرگز رویت نشده بودند. مطالعه خواص این ذره این امکان را به محققان می دهد تا به شکل دقیق تری از ساختار پروتون ها و نوترون ها که تمامی ما از آن ها ساخته شده ایم آگاه شوند.
این اکتشاف جدید اثبات کننده تصور طولانی مدتی است که درباره طبیعت مواد داشته ایم , در سال 1964 فیزیکدانی به نام مورای گلمن فرضیه ای در مورد ذرات زیر اتمی ارائه نمود , طبق فرضیه ارائه شده گروهی از ذرات که باریون نام دارند و شامل پروتون و نوترون ها نیز می شوند از 3 ذره بسیار کوچکتر زیر اتمی که کوارک نام دارند ساخته شده اند. در همین حال گروه دیگری از ذرات به نام مسون ها از کوارک ها و همچنین جفت های منفی خود به نام آنتی کوارک ها تشکیل شده اند.
این فرضیه با بدست آمدن نتایج آزمایشگاهی دقیق به سرعت به اثبات رسید و گلمن در سال 1969 نامزد دریافت جایزه نوبل فیزیک شد. اما هیاهوی ایجاد شده درباره تئوری گلمن باعث تفکر عمیق تر دانشمندان و نخبگان شد تا آن ها به این نتیجه برسند که ذرات زیر اتمی دیگری (علاوه بر ذرات ذکر شده) همانند پنتاکوارک نیز می تواند وجود خارجی داشته باشد. لازم به ذکر بوده که پنتاکوارک یک گروه 4 تایی از کوارک ها و یک آنتی کوارک است. اما طی 7 دهه اخیر تمامی داده های بدست آمده از آزمایش های مختلف حاکی از غلط بودن فرضیه های مورد استفاده بود تا اینکه در مطالعات و آزمایش های اخیر ویلکینسون و همکارانش با آزمایش نمودن تجزیه ذرات ریز در دستگاه برخورد دهنده ذرات واقع در ژنو سوییس که حلقه ای شکل بوده و طولی به اندازه 27 کیلومتر در زیر زمین دارد این ذرات را مورد آزمایش دقیق تری قرار دادند. گفتنی است تیم تحقیقاتی چگونگی تجزیه یک ذره خاص باریون با نام لامبدا به 3 ذره دیگر یعنی پروتون , ذره ای به نام J-psi و کاوون را بررسی نمودند.
باید به این نکته توجه نمود که در طول آنالیز داده های بدست آمده از برخورد ایجاد شده محققان به وقفه ایجاد شده در حرکت ذرات در اثر توقف کوتاه مدت باریون B11 جهت تجزیه به 3 ذره دیگر توجه نموده اند زیرا این برخورد و وقفه در نتایج بسیار اثر گذار است.
به گفته توماس اسکوارنیکی، فیزیکدان دانشگاه سیراکوز در نیویورک، دانشمندان تمامی حالات احتمالی بوجود آمده برای سیگنال ها ذکر شده را بررسی نموده اند و از داده های بدست آمده نتیجه گرفته اند که این حالات تنها با وجود ذرات پنتاکوارک قابل توجیه است و به حالت این ذرات بستگی دارد.
شواهد فعلی بدست آمده از ذره پنتاکوارک بسیار مستدل تر و قابل اطمینان تر از فرضیه ها و شواهدی است که تا کنون پیرامون این ذره بدست امده زیرا در آزمایش برخورد ذرات در حلقه ذکر شده تمامی حالاتی که ذره بعد از برخورد پیدا می کند توسط یک سنسور زیر نظر گرفته می شود بنابراین دانشمندان می توانند با استفاده از روابط ریاضی از حالات مختلفی که در زمان وقفه ذکر شده و سایر زمان ها روی می دهد مطلع شوند.
در نهایت با بهره گیری از داده های دقیق بدست آمده از آزمایش برخورد , محققان دریافتند که ذره زیر اتمی جدید پنتاکوارک از دو کوارک , یک کوارک منفی , یک کوارک جاذب و یک کوارک غیر جاذب تشکیل شده است.
اما همچنان سوالاتی اساسی در مورد این ذره زیر اتمی وجود دارد به عنوان مثال چگونگی اتصال پنتاکوارک ها به یکدیگر و چیزی که آن ها را در کنار هم نگه می دارد همچنان برای دانشمندان حل نشده باقی مانده است.
No tags for this post.
