Nová příšera v zoo: Nejspíš ulovili tetrakvark!  
Doposud velmi hypotetickou a zároveň intenzivně hledanou částici se čtyřmi kvarky nejspíš ulovili v Japonsku a v Číně. Je objevená částice Zc(3900) doopravdy bizarním tetrakvarkem anebo jen přeludem ze stínů částicové fyziky?

 

Zvětšit obrázek
Tetrakvark! Kredit: APS/Alan Stonebraker.


 

Zvětšit obrázek
Experiment Belle. Kredit: KEK.

Lov exotických částic, to je jako když se v našem světě odehrává vědeckofantastický příběh. Týmy motivovaných odborníků jsou vybavené tak, že by jim záviděli i nejzkušenější krotitelé duchů. Ve svých obrovských a pohádkově drahých přístrojích prohánějí tak závratné energie, že je lepší na ně snad ani nemyslet. Pro žasnoucí veřejnost to jsou mágové, kteří mají moc natáhnout na skřipec celý vesmír a donutit ho vydat všechna temná tajemství. Je to po všech stránkách nesmírně obtížné a když už lovci částic uspějí, měli bychom hlučně slavit s nimi.


Je to ještě žhnoucí novinka, s níž se blýskl nejnovější Physical Review Letters. Hned dva nezávislé badatelské týmy, shodou okolností oba působící ve východní Asii, poměrně přesvědčivým způsobem potvrdily existenci subatomární částice Zc(3900), což je podle všeho tetrakvark. Podílel se na tom mezinárodní experiment Belle, který běží v režii High Energy Accelerator Research Organisation (KEK) v japonské Tsukubě a spolu s ním čínský experiment BES III (Beijing Spectrometer III). Oba týmy pracovaly s podivnou částicí Y(4260), objevenou v roce 2005 experimentem BaBar ve Stanfordu. Y(4260) je velice svérázná částice s energií 4260 MeV, která na první pohled nepasuje kvarkového modelu, s jehož pomocí se snažíme pochopit fungování hadronů. Zdá se, že by částice Y(4260) vlastně mohla být dříve předpovězeným hybridem, v němž je gluon, obvykle pouhý zprostředkovatel silné interakce mezi kvarky, najednou trvalou a nedílnou součástí částice.


 

Zvětšit obrázek
Detektor experimentu BES III. Kredit: IHEP.

 

Zvětšit obrázek
Objevili jsme exotickou hmotu tetrakvarků? (Červeně kvark, zelně antikvark). Upraveno podle Nature News.

No a když týmy experimentů Belle a BES III  studovaly Y(4260) grilováním částic na svých urychlovačích, tak v popelu po srážkách vyhrabaly pozoruhodný otisk energie o velikosti zhruba 3,9 GeV, což odpovídá zhruba čtyřnásobku váhy protonu. Podle všeho vůbec poprvé získaly přesvědčivé doklady o existenci doposud velmi hypotetického tetrakvarku. Vědci novou částici pokřtili bohužel poněkud nestravitelně Zc(3900), i tak ale okamžitě vzbudila pozornost po celém světě. Oběma týmům se podařilo částici Zc(3900) zachytit celkem 460krát, což ji dává do vínku relativně slušnou porci důvěryhodnosti.

 

Prozatím se zdá, že nová částice disponuje elektrickým nábojem a že obsahuje minimálně jeden půvabný (charm) kvark a jeden půvabný antikvark. Oba týmy se rovněž domnívají, že v tetrakvarku jsou i horní (up) kvark a dolní (down) antikvark. Pokud by to tak skutečně bylo, tak bychom již znali kompletní složení tetrakvarku, který už samotnou přezdívkou prozrazuje, kolik že kvarků by v něm mělo být.


Tetrakvark by měl být mezon složený ze čtyř kvarků. Jejich existenci nevylučuje kvantová chromodynamika, ale až doposud jsme přesvědčivý tetrakvark nenašli. V roce 2003 a také 2007 měli zajímavé kandidáty v experimentu Belle, v letech 2004 a 2009 zase ve Fermilabu. Teď je to prý zatím nejnadějnější adept na tetrakvark, kterého kdy upekli na urychlovačích částic.

 

 

Zvětšit  
Kvarkový výběh částicové ZOO. Kredit: APS/Alan Stonebraker.

Oba dva týmy zároveň zůstávají oběma nohama na zemi a oznámily, že ještě nemohou zcela vyloučit i jiná vysvětlení získaných dat.Částice Zc(3900) by prý mohla ve skutečnosti být třeba dvojicí dvoukvarkových částic. Tak jako v případě objevení nových zvířat pro vědu by teď podle všeho měl vypuknout hon na další částice Zc(3900), aby se vše potvrdilo. Lovci částic opět nažhaví své přízračné stroje a pustí se do toho s vizí věčné slávy před sebou. Pokud doopravdy máme tetrakvark, osahali jsme si novou a notně exotickou formu hmoty.

 


Literatura

Nature News 18.6. 2013, Phys. Rev. Lett. 110: 252001 a 252002, Wikipedia (Tetraquark, Quark model).

 

Datum: 19.06.2013 11:44
Tisk článku


Diskuze:

Dovolím si zatím být spíše

Vladimír Wagner,2013-06-19 12:22:37

Odpovědět


spíše opatrný a skeptický.

Vladimír Wagner,2013-06-19 12:29:15

Jak už Stanislav Mihulka zmínil v článečku, bylo takových poplachů okolo multikvarkových systémů (tetrakvarků a pentakvarků) hodně a pozdější analýzou a měřeními s vyšší statistikou nebyly potvrzeny. Názory na existenci multikvarkových systémů se pohybují ve vlnách od nadšení ke skepsi. Takže uvidíme. Pokud se někdo chce podívat na podrobnější populární rozbor dané problematiky a předchozí vlny optimismu, tak je možné se podívat sem: http://ojs.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/pentakvark/pentakvark.pdf

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni











Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace