Tudomány

Magyarázatot találtak a részecskefizika egyik legnagyobb rejtélyére

Valerie A. Lentz / Brookhaveni Nemzeti Laboratórium
Egy ütközés során (balra) a proton három valencia-kvarkja (u, u, d) továbbrepül az ütköző részecskenyalábbal párhuzamosan, míg a barioncsomópont – a gluonok Y alakú elrendezése – könnyebben megállítható (jobbra). A barioncsomópont három új kvarkot von ki a vákuumból, hogy új barionná váljon, így megőrizve a barionszámot, míg a „felszabadult” kvarkok mindegyike új partnerrel párosodik, és mezonokat alkot.
Valerie A. Lentz / Brookhaveni Nemzeti Laboratórium
Egy ütközés során (balra) a proton három valencia-kvarkja (u, u, d) továbbrepül az ütköző részecskenyalábbal párhuzamosan, míg a barioncsomópont – a gluonok Y alakú elrendezése – könnyebben megállítható (jobbra). A barioncsomópont három új kvarkot von ki a vákuumból, hogy új barionná váljon, így megőrizve a barionszámot, míg a „felszabadult” kvarkok mindegyike új partnerrel párosodik, és mezonokat alkot.

Új magyarázatot találtak az anyag megmaradásának egyik legnagyobb rejtélyére, aminek köszönhetően közelebb kerülhetünk az univerzumot felépítő anyag eredetének megértéséhez. Az áttörést elérő nemzetközi csapatnak magyar kutatók is részei voltak – derül ki az ELTE közleményéből.

A modern fizika egyik jól ismert törvénye a barionok (például az atommagot alkotó protonok és neutronok) számának megmaradása. Eszerint, amikor egy részecskeütközésben barion keletkezik, azzal együtt egy antibarionnak is létre kell jönnie. A tudományos világ évtizedek óta tényként kezelte, hogy ezt a tulajdonságot a barionokat felépítő kvarkok hordozzák, az új eredmények alapján azonban úgy tűnik, a kép ennél sokkal összetettebb.

Minden barion három kvarkból áll, amelyeket gluon nevű részecskék tartanak össze. Az elméleti fizikusok már az 1970-es években felvetették, hogy a gluonok nem páronként kötik össze a kvarkokat, hanem egy Y alakú szerkezetet alkotnak, amelynek központjában egy úgynevezett barioncsomópont található.

Most a kutatóknak a világon először sikerült kísérleti bizonyítékot találniuk e csomópont jelenlétére és szerepére.

A kutatás keretében a fizikusok nagy energiájú atommagütközésekben vizsgálták a részecskék szóródását. Ezek során három kulcsfontosságú jelenséget figyeltek meg, köztük a protonok váratlanul nagyfokú oldalirányú szóródását, valamint a barionszám és az elektromos töltés áramlásának eltérését. A szakértők szerint ez csak azzal magyarázható, hogy a barioncsomópontok léteznek, és a kvarkoktól függetlenül is elmozdulhatnak, így magukkal viszik a barionszámot. Ha a barionszámot kizárólag maguk a kvarkok hordoznák, a protonok és antiprotonok eloszlása más mintázatot mutatott volna.

Ez a felfedezés nemcsak a részecskefizika szempontjából áttörő, hanem kozmológiai jelentőségű is, hiszen közelebb vihet minket az univerzumunkat felépítő anyag eredetének megértéséhez

– idézi a közlemény Csanád Máté fizikust, az ELTE Fizikai és Csillagászati Intézet igazgatóját.

Bár az elméleti fizikusok között még folyik a vita arról, hogy a barionszámot teljesen a barioncsomópont hordozza-e, vagy megoszlik a kvarkok és a csomópont között, a mostani eredmény mérföldkőnek számít az erős kölcsönhatás megértésében.

A kutatók tanulmánya a rangos Science tudományos folyóiratban jelent meg. További tudományos híreink alább olvashatók:

Itt állíthatod be, hogy a Google kereső elöl hozza a 24.hu-s találatokat

Ajánlott videó

Olvasói sztorik