انتشار این مقاله


دستاوردهای عظیم (۷۵) : برخورددهنده هادرونی بزرگ وجود هادرون‌های ناهنجار را تایید کرده‌است.

در سال ۲۰۱۴ فیزیکدانان با کشف هادرونی ناهنجار[(Z(4430] وجود آن‌ها را تایید کردند، نوعی ماده که در مدل مرسوم کوارک‌ ها جای نمی‌گیرند.

فیزیکدانان دانشگاه Syracuse به تایید وجود هادرون‌های ناهنجار کمک زیادی کرده‌اند؛ نوعی ماده که در مدل مرسوم کوارک‌ ها قابل‌ دسته‌بندی نیست. یافته‌های آن‌ها موضوع مقاله در دست چاپی است که توسط LHCb در CERN تهیه شده‌است.(LHCb آزمایشی چندملیتی است که برای شناسایی نیروها و ذرات جدید جهان طراحی شده‌است).

Tomasz Skwarnicki استاد فیزیک که یکی از نویسندگان اصلی ان است، می‌گوید:

ما با مشاهده واضح یک حالت بسیار ناهنجار را تایید کرده‌ایم؛ چیزی شبیه ذره‌ای است که از دو کوارک و دو آنتی‌کوارک تشکیل شده‌است. این اکتشاف طبیعتا در مدل مرسوم کوارک‌ها جای نمی‌گیرد و ممکن است دید جدیدی از تعاملات قوی فیزیکی به ما بدهد.

کوارک‌ ها موادی سخت و نوک‌تیز هستند که در هسته اتم‌ها یافت می‌شوند. وقتی کوارک‌ها به صورت دسته ۳ تایی با هم متصل شوند، ذراتی تشکیل می‌شود که اصطلاحا بایرون نامیده می‌شوند. پروتون‌ها از شناخته‌شده‌ترین بایرون‌ها هستند.

برخی اوقات، کوارک‌ها با همتایان ضدماده خود(مثل ضدکوارک‌ها) تعامل می‌کنند؛ آن‌ها اجزایی هستند که جرم مشابه اما بار مخالف ماده را دارند. هنگامی که این تعامل اتفاق می‌افتد، مرون‌ها به وجود می‌آیند. این ترکیبات معمولا در واپاشی ذرات سنگین مصنوعی یافت می‌شوند، همانند آن‌هایی که در شتاب‌دهنده‌های ذرات، رآکتورهای هسته‎ای و اشعات کیهانی یافت می‌شوند.

مزون‌ها، بایرون‌ها و سایر ذرات در تعاملات قوی به نام هادرون‌ها شرکت می‌کنند.

این دسته‌بندی تقریبا تا سال ۲۰۰۷ به چالش کشیده‌نشد، تا زمانی که تیمی بین المللی متشکل از ۴۰۰ فیزیکدان و مهندس که تحت عنوان Belle Collaboration شناخته می‌شدند، یک ذره ناهنجار به نام  (Z(4430 را کشف کردند که از دو کوارک و دو آنتی‌کوارک تشکیل شده‌بود.

Skwarnicki می‌گوید:

برخی متخصصان می‌گویند که آنالیز اولیه Belle نپخته بوده و امکان نتیحه‌گیری نادرست از آن وجود دارد. در نتیجه بسیاری از فیزیکدانان نتیجه گرفتند که شواهد خوبی برای اثبات این ذره در عالم واقعی وجود ندارد.

چندین سال بعد، یک تیم چندملیتی دیگر که با نام BaBar شناخته می‌شوند، از یک تکنیک آنالیز پیچیده‌تری استفاده کردند تا به بحث‌های مختلف حول وجود ذره (Z(4430 پایان دهند.

Skwarnicki می‌گوید: BaBar ثابت نکرده که اندازه‌گیری‌ها و تفسیرهای Belle نادرست بوده‌است، بلکه احساس کردند که براساس این داده، نیازی نیست تا وجود ذره را بدیهی بشمارند.

Belle جواب آن‌ها را با آنالیز بسیار دقیق‌تری از همان داده داد. علیرغم پیچیدگی آنالیز و فرضیات بسیار زیادی را که در مورد محیط تولید ذره در نظر گرفته‌بودند، این بار شواهدی از (Z(4430 پیدا کردند که از لحاظ آماری معنادار بودند.

LHCb که بیشتر در سال گذشته داده ذره خود را به دقت مطالعه کرده‌بود. از تکنیک‌های آنالیزی BaBar و Belle استفاده کرد. در نهایت، Skwarnicki و تیم او تایید کردند که (Z(4430 واقعا وجود دارد.

Skwarnicki می‌گوید: این آزمایش استدلال قاطعی دارد و نشان می‌دهد که ذراتی که از دو کوارک‌ و دو آنتی‌ کوارک‌ تشکیل شده‌اند، واقعا وجود دارند. بیشتر از یک سال قبل، شواهد مربوط به وجود این ذره بسیار کم‌رنگ بود و مدام یک آزمایشی با آزمایش دیگر زیر سوال می‌رفت. اما الان به جای اینکه بازتابی از برخی ویژگی‌های یک داده باشد، یک ذره مشاهده‌شده است.

پروفسور Sheldon Stone که تیمی از محققان SU را در CERN رهبری می‌کند، می‌گوید:

ما ده‌ها هزار فروپاشی مزون را آنالیز کردیم، از میان تریلیون‌ها تصادم در برخورددهنده‌ هادرونی بزرگ درCERN  انتخاب کردیم و چون اندازه نمونه خیلی بزرگ بود، ما را مجبور کرد تا از آنالیزهای قدرتمند آماری استفاده کنیم. در عوض، اندازه‌گیری ویژگی‌ها میسر شد. در نهایت اثبات وجود چیزی که خیلی قبل‌تر از این می‌دانستیم وجود دارد، حس خوبی دارد.

محمد امین اکبرزاده


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *