تأكيد اكتشاف البنتاكوارك

2016-08-21 10:29:29 صفحة الطباعة

البنتاكوارك (Pentaquarks)، أو الجسيمات خماسية الكواركات هنا الآن، وهي هنا لتبقى!

فقد فندت دراستين جديدتين أجراهما تعاون LHCb -الموجود في مصادم الهادرونات الكبير بسيرن- أي شكوكٍ متعلقةٍ باكتشاف الجسيمات خماسية الكواركات الغريبة، وقد تم الإعلان عن هذا الاكتشاف للمرة الأولى في العام الماضي.

برهنت إحدى الدراستين أن الأدلة على وجود البنتاكوارك في البيانات المكتشفة هي نموذج مستقل. في حين وثقت الدراسة الأخرى جسيمات هادرونية غريبة وُجدت في قناة تفكك الجسيمات الجديدة، وخواص هذه الجسيمات متوافقةٌ مع البنتاكواركات المرصودة سابقاً.

تأتي الكواركات عادةً في مجموعاتٍ من اثنين أو ثلاثة، لكن تعاون LHCb وفي العام الماضي، أكد وجود جسيماتٍ رباعية وأخرى خماسية الكواركات، لطالما تنبأ بوجودها علماء الفيزياء النظرية.

 وفي حالة البنتاكوارك، حلل فريقٌ علميٌّ في العام 2015 بيانات تفكك جسيم _bΛ الذي يتألف من ثلاثة كواركات، إلى جسيماتٍ تحتوي ثلاث كواركات وهي: Jψ، وبروتون، وكاون مشحون.

ووجد الفريق أنه عندما يتفكك جسيم _bΛ فإنه في بعض الأحيان يتحول إلى حالةٍ وسيطةٍ هي جسيمٌ مكونٌ من خمس كواركات وكاون (kaon)، لكن ورغم الوصول إلى الدقة الإحصائية 9σ، إلا أن النتيجة تعتمد على افتراضاتٍ نموذجيةٍ حول طبيعة الحالات الوسيطة الأخرى التي تحتوي الكاون والبروتون.

وفي إحدى الدراستين الحديثتين، أعاد الباحثون عمليات التحليل، وتمكنوا من تحييد تلك الافتراضات، وبرهنوا -بوجود دقةٍ أعلى من 9σ - أن البنتاكواركات ضرورية جداً لتفسير البيانات.

وفي الدراسة الأخرى، غربل الفريق البيانات القادمة من قناة التفكك الأخرى لـ bΛ، التي يتفكك داخلها الجسيم إلى Jψ وبروتون وبيون مشحون (charged pion). وبعد ذلك برهنوا على أنّ تلك البيانات متوافقة مع التنبؤات النظرية، التي تنص على أن التفكك يشمل نفس النوع من البنتاكواركات التي جرى كشفها في السابق.

لمن لا يعرف ما هو البنتاكوارك، هو باريون شاذ افتراضي (أو الأصح كان افتراضيا) يحتوي على أربع كواركات وضديد كوارك واحد في حالة ترابط (مقارنة مع ثلاث كواركات في الباريون العادي). بما أن الكوارك لديه رقم باريون وهو +1⁄3، ورقم ضديد كوارك هو -1⁄3، فسيكون إجمالي رقم الباريون هو 1، لذا فهي تصنف كباريون شاذ. أول من افترض بوجود بنتا كوارك كان العالم مايكل برازالوفيتش سنة 1987.

و الكوارك، هو جسيم أولي وأحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة ولكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عند حدوث تصادم شديد بين البروتون والإلكترون. وقد أطلق موري جيلمان هذا الاسم على الكوارك. منها ستة أنواع.

أما مفهوم الباريون هي الجسيمات المركبة و تتكون على الأقل من 3 كواركات و البروتونات و النيوترونات مصنفان على أنهما من الباريونات، أما الباريون الشاذ فهو أيضا كذلك لكنه نقيض الباريون في الشحنة أو في حالات أخرى و يشمل نقيض البروتون (البروتون السالب الشحنة) و نقيض النيوترون (هو الجسيم المضاد للنيوترينو يحمل شحنة محايدة تنتج عن تحلل بيتا وهو تحلل يحدث لبعض الأنوية الذرية، و لديه نقيض الكوراكات لنفس الكواركات في النيوترون).

في وقت قريب إن شاء الله سنتحدث عن الجسميات الدون ذرية