Jeden z detektorů Velkého hadronového urychlovače LHC v CERNu, experiment Large Hadron Collider Beauty (LHCb), si nedávno připsal pěkný úspěch. Poprvé na něm pozorovali velmi exotickou částici – tetrakvark, který tvoří čtyři půvabné (charm, čili „c“) kvarky. Takovou exotiku ještě nikdo neviděl. Částici vytěžili z dat detektoru LHCb, která pocházejí z let 2009 až 2013 a 2015 až 2018.
Podle fyziků jde zřejmě o prvního zástupce doposud nepozorované skupiny částic. Tento objev by měl přispět k lepšímu pochopení kvarků a jejich spojování do větších částic, jako jsou hadrony, včetně protonů a neutronů. Kvarky se obvykle spojují po dvou nebo po třech. Vědci před časem předpověděli existenci tetra- a pentakvarků, z nichž pak několik na výkonných experimentech, včetně LHCb v CERNu, skutečně objevili.
Takové exotické částice jsou pro fyziky zajímavými „laboratorními potkany“, protože se na nich dá dobře studovat silná jaderná interakce, čili jedna ze základních fyzikálních sil, která je zodpovědná za svázání protonů a neutronů do atomového jádra. Výzkum silné interakce by mimo jiné mohl přinést stopy toužebně očekávané nové fyziky.
Jak trefně říká Giovanni Passaleva, mluvčí početného týmu LHCb Collaboration, který zahrnuje více než 1400 odborníků z 19 zemí, částice tvořené čtyřmi kvarky jsou vždycky exotické. Jejich nový úlovek je ale exotika na druhou. Jde o první pozorovaný tetrakvark, který tvoří čtyři těžké kvarky stejného typu – v tomto případě 2 půvabné kvarky plus 2 půvabné antikvarky. Podle Passalevy jsme zatím na LHCb a všech podobných experimentech doposud viděli jen tetrakvarky, které měly maximálně 2 těžké kvarky a nikdy neměly více než 2 kvarky stejného typu.
„Půvabný tetrakvark“ teď nejspíš čeká intenzivní výzkum. Studium podobných extrémních částic může důkladně prověřit stávající fyzikální teorie, v tomto případě především chování kvarků a jejich spojování do větších částic. Badatelé rovněž doufají, že by časem mohli objevit další částice této nově objevené exotické skupiny.
Video: Inside LHCb. CERN.
Literatura
Objevíme celou novou rodinu tetrakvarků?
Autor: Stanislav Mihulka (11.11.2013)
Na Velkém hadronovém srážeči chytili pentakvarky
Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2015)
Bizarní částice pentakvark je podle nových pozorování jako molekula
Autor: Stanislav Mihulka (09.06.2019)
Na Velkém hadronovém srážeči pátrají po tajemném kondenzátu barevného skla
Autor: Stanislav Mihulka (24.09.2019)
Jaký bude následník urychlovače LHC?
Autor: Vladimír Wagner (22.04.2020)
Diskuze:
Glum Gausgan,2020-07-11 00:35:23
Sice je to zalíbenívhodné ale pochopit atomární technologii na úrovni molekul a atomu se nám nezdařilo a jestli to nepochopíme tak se neposuneme dál.Snažíme se skočit o krok ale neposunujeme se o díly.Nejvíc se spálíme na HD urychlovači který výjde na mlrd ale hlavně zkropí zdroje pozemské energie a přitom bezvýznamě.Jediný a čístý zisk energie je v tokamaku ale musí být upraven a to na subatomální úrovni a hlavně být upraven pro .....Sereme se zbytečně do marsu zbytečná ztráta nebo na měsíc ikdyž.Ale je blbost transportovat energii z měsíce na zemi neefektivní!
Podrobněji o multikvarcích
Vladimír Wagner,2020-07-10 17:30:38
Podrobněji se dovíte o multikvarkových systémech pozorovaných pomocí LHC zde: https://www.osel.cz/11137-jaky-bude-naslednik-urychlovace-lhc.html (v části o multikvarcích).
O tom, co to jsou za systémy a jak by měly vypadat pak v tomto starším článku: http://ojs.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/pentakvark/pentakvark.pdf .
Kombinácie kvrkov v tetrakvarku
Marek Fucila,2020-07-09 14:20:12
V štandardnom modeli je niekoľko druhov kvrkov a niektoré možné kombinácie štyroch z nich sa už podarilo pozorovať. Tento tetrakvark je zatiaľ najzaujímavejší.
Je nejaká zhoda na tom, či môžu existovať ľubovoľné kombinácie štyroch kvarkov, alebo sú také, ktoré očakávame že ešte budeme pozorovať a také, ktoré očakávame, že nemôžu vzniknúť?
Re: Kombinácie kvrkov v tetrakvarku
Vlastimil Libra,2020-07-11 21:13:44
Obecně můžou existovat pouze "bezbarvé" částice. Barevný náboj byl odvozen zpětně z velkého množství pozorování tak, aby dokázal popsat, které kombinace kvarků se vyskytují a jsou tedy povolené a které se nevyskytují a jsou tedy zakázané. Teorie ale nevysvětluje, proč musí být výsledné částice bezbarvé.
Mě napadla taková kombinatorická pomůcka, na základě které je možné ověřit, zda daná kombinace kvarků může existovat či nikoliv.
Třeba konkrétně tento nový tetrakvark by mohl vypadat takto:
https://drive.google.com/file/d/1rNxakrzpcBjmlVySCQPDlaLp-Kc8-tNk/view
Pravidla k tomuto kombinatorickému modelu je možné načerpat z videa zde:
https://youtu.be/NoY8RhypVVs
Re: Re: Re: Kombinácie kvrkov v tetrakvarku
Michal Varga,2020-07-19 03:10:24
Podla mna je pan Libra stelesnenie odbornej verejnosti,
pretoze tie odkazy vyzeraju byt natolko zrozumitelne a dobre
vysvetlene, ze nema zmysel v nich hladat akukolvek
nezrovnalost, mna presvedcil. Dalsia diskusia nema vyznam.
Re: Hezké
Alex Mexnar,2020-07-09 11:41:49
Možná je lepší platit z daní blbnutí v CERNU, než některé z těch, kteří pomáhají a chrání: https://www.youtube.com/watch?v=D2gh2oUZKss
Re: Re: Hezké
Josef Sysel,2020-07-09 17:00:36
Takže kvarky jsou něco z čeho jsou složeny částice? A z čeho jsou složeny kvarky? Není to něco jako kolik je čísel mezi 0 a 1?
Jak se pozná výrobek chycený od objevu ?
Zita Šustová,2020-07-09 08:16:14
Možná, že v CERNu nechytili tetrakvark, ale „vyrobili“ (!) tetrakvark těmi srážkami. A následně !! ho „chytli“ ( coby sekundární efekt ). LHC je zařízení „na kolize“ různých hmotných částic "pravých", které se rozbíjejí, a produktem jsou v podstatě ( z 99%) jen „střepy“ = jety ( a v balíku střepů nestandardních elementárních částic, se najde-zjeví se i nějaká ta „pravá“ částice z SM modelu, jakožto „ne-střep“ ). Jak fyzikové prokáží, že po srážce „něčeho“ „objevili tetrakvark“ a nikoliv to, že ho pouze „vyrobili“ tou srážkou ?? a pak jakože objevili.(?)
Re: Jak se pozná výrobek chycený od objevu ?
Milan Štětina,2020-07-09 09:15:47
Podle mě o tom nikdo nepochybuje že ten tetrakvark vyrobili tou srážkou. Jestli ten tertakvark může vznikat i přiřozeně se sice neví, ale vzhledem k tomu, že příroda/vesmír v okolí černých děr, neutronových hvězd a vlastně i v normálních hvězdách dělá podobné experimenty, jako fyzikové na urychlovači v CERNu, tak je prakticky jisté, že částice vzniká i přirozenými procesy a může se psát, že jde o objev.
Mě spíše fascinuje jiná věc: když použiju váš příměr se střepy, tak fyzikové praští o sebe s dvěma hrnci, tím vzniknou střepy, střepy se pak ještě různě sráží a když dopadnou na zem, tak změří polohu a velikost (a řekněme rychlosti těsně před dopadem) střepů a prohlásí třeba máme tady 200 střepů, ale těchto 10 než dopadli, tak tvořili vázu (která se během letu rozpadla, protože nebyla dostatečně pevně slepená). Příklad samozřejmě kulhá, protože částice se shlukují do útvarů snáze než nepravidelné střepy, ale stejně mi to přijde pozoruhodné.
Re: Jak se pozná výrobek chycený od objevu ?
Marcel Koníček,2020-07-14 13:53:06
to, jestli ho vyrobili sami nebo ne je naprosto bezpředmětné: jeden ze základních axiomů fyziky je ten, že se za stejných podmínek věci dějí bez závislosti na konkrétní příčině. Je tedy jedno, jestli tetrakvark vyrobili v urychlovači, nebo jestli se jim nateleportoval z kosmu, důležité pro ně je, za jakých podmínek ho tam naměřili a jaké měl vlastnosti. Proč je to zajímá? Protože silná interakce je často ještě velmi tajemná a změření exotických případů pomůže rozvoji teorie, aby získala lepší předpovídací schopnosti, lépe porozumíme interakcím hmoty za exotických podmínek. Doufám, že toto vyjasní vaši otázku.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
