Naukowcom udało się po raz pierwszy zsyntetyzować dziwny, ale krótkotrwały rezonans lambda, znany jako Λ (1405).
Naukowcy z Uniwersytetu w Osace brali udział w eksperymencie z akceleratorem cząstek, który wytworzył dziwną, wysoce niestabilną cząstkę i określił jej masę. Może to przyczynić się do lepszego zrozumienia wewnętrznego działania supergęstych gwiazd neutronowych.
Model standardowy fizyki cząstek elementarnych stwierdza, że większość cząstek składa się z grup składających się z zaledwie sześciu rodzajów podstawowych jednostek zwanych kwarkami. Jednak nadal istnieje wiele nierozwiązanych tajemnic, z których jedną jest Λ (1405), dziwny, ale ulotny rezonans lambda. Wcześniej uważano, że jest to specyficzna kombinacja trzech kwarków – górnego, dolnego i dziwnego – a poznanie jego składu może pomóc w ujawnieniu informacji o bardzo gęstej materii w gwiazdach neutronowych.
Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Osace byli częścią zespołu, który po raz pierwszy z powodzeniem zsyntetyzował Λ (1405), łącząc K z– Mezon i proton oraz określić ich łączną masę (masę i szerokość). litera K– Mezon to ujemnie naładowana cząstka zawierająca kwark dziwny i antykwark.
Schematyczna ilustracja reakcji zastosowanej do syntezy Λ (1405) poprzez fuzję K- (zielone kółko) z protonem (ciemnoniebieskie kółko), która zachodzi w jądrze deuteronu. Źródło: Hiroyuki Nomi
Najpopularniejszy proton, z którego składa się materia, do której jesteśmy przyzwyczajeni, ma dwa kwarki górne i jeden dolny. Naukowcy wykazali, że najlepiej jest myśleć o Λ(1405) jako o tymczasowym stanie wiążącym dla K.– Mezon i proton w przeciwieństwie do trójkwarkowego stanu wzbudzonego.
W badaniu opublikowanym niedawno w litery z fizyki b, grupa opisuje eksperyment, który przeprowadzili na akceleratorze J-PARC. k– Mezony wystrzelono w tarczę deuterową, z których każda zawierała jeden proton i jeden neutron. W udanej reakcji A.J– Mezon wyrzucił neutron, który następnie połączył się z protonem, tworząc pożądane Λ (1405). Tworzenie stanu związanego K– Mezon i proton były możliwe tylko dlatego, że neutron niósł pewną energię” – mówi autor badania, Kentaro Inoue.
zwany nieparzystym barionem Λ (1405) i schematyczną ilustracją ewolucji materii. Źródło: Hiroyuki Nomi
Jednym z aspektów, który zastanawiał naukowców w odniesieniu do Λ (1405), była jego bardzo lekka masa całkowita, mimo że zawierał dziwny kwark, który jest około 40 razy cięższy od kwarka górnego. Podczas eksperymentu zespołowi naukowców udało się z powodzeniem zmierzyć złożoną masę Λ (1405), obserwując zachowanie produktów rozpadu.
(Góra) Zmierzony przekrój poprzeczny reakcji. Oś pozioma to energia odrzutu zderzenia K- i protonu przeliczona na wartość masy. Duże reakcje zachodzą przy wartościach mas mniejszych niż suma mas K- i protonu, co samo w sobie wskazuje na obecność Λ(1405). Odtworzono dane zmierzone za pomocą teorii rozpraszania (linie ciągłe). (Na dole) rozkład K– i amplituda rozpraszania protonów. Po podniesieniu do kwadratu odpowiadają one przekrojowi poprzecznemu reakcji i są na ogół liczbami zespolonymi. Obliczone wartości odpowiadają zmierzonym danym. Gdy część rzeczywista (linia ciągła) przekroczy zero, wartość części urojonej osiąga wartość maksymalną. Jest to typowy rozkład stanu rezonansowego i określa złożoną masę. Strzałki wskazują część rzeczywistą. Źródło: 2023, Hiroyuki Nomi, pole position Λ (1405) mierzone w d (K–n) reakcje πΣ, litery z fizyki b
„Spodziewamy się, że postępy w tego typu badaniach doprowadzą do dokładniejszego opisu supergęstej materii w sercu[{” attribute=””>neutron star,” says Shingo Kawasaki, another study author. This work implies that Λ(1405) is an unusual state consisting of four quarks and one antiquark, making a total of 5 quarks, and does not fit the conventional classification in which particles have either three quarks or one quark and one antiquark.
This research may lead to a better understanding of the early formation of the Universe, shortly after the Big Bang, as well as what happens when matter is subject to pressures and densities well beyond what we see under normal conditions.
Reference: “Pole position of Λ(1405) measured in d(K−,n)πΣ reactions” by S. Aikawa, S. Ajimura, T. Akaishi, H. Asano, G. Beer, C. Berucci, M. Bragadireanu, P. Buehler, L. Busso, M. Cargnelli, S. Choi, C. Curceanu, S. Enomoto, H. Fujioka, Y. Fujiwara, T. Fukuda, C. Guaraldo, T. Hashimoto, R.S. Hayano, T. Hiraiwa, M. Iio, M. Iliescu, K. Inoue, Y. Ishiguro, S. Ishimoto, T. Ishikawa, K. Itahashi, M. Iwai, M. Iwasaki, K. Kanno, K. Kato, Y. Kato, S. Kawasaki, P. Kienle, Y. Komatsu, H. Kou, Y. Ma, J. Marton, Y. Matsuda, Y. Mizoi, O. Morra, R. Murayama, T. Nagae, H. Noumi, H. Ohnishi, S. Okada, Z. Omar, H. Outa, K. Piscicchia, Y. Sada, A. Sakaguchi, F. Sakuma, M. Sato, A. Scordo, M. Sekimoto, H. Shi, K. Shirotori, D. Sirghi, F. Sirghi, K. Suzuki, S. Suzuki, T. Suzuki, K. Tanida, H. Tatsuno, A.O. Tokiyasu, M. Tokuda, D. Tomono, A. Toyoda, K. Tsukada, O. Vazquez-Doce, E. Widmann, T. Yamaga, T. Yamazaki, H. Yim, Q. Zhang and J. Zmeskal, 20 December 2022, Physics Letters B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2022.137637
The study was funded by the Japan Society for the Promotion of Science, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology.
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.