"Три кварка за Мустер Марка!", Написао је Џејмс Јојце у својој лабиринтиној басни,Финнеганово буђење. До сада сте можда чули овај цитат - кратку, бесмислену реченицу која је на крају дала име „кварк“ по (још увек ненадмашеним) универзумским основним блоковима. Данашњи физичари верују да разумеју основе комбинације кваркова; три се придружују формирају барионе (свакодневне честице попут протона и неутрона), док се два - кварк и антикварк - држе заједно да би формирали егзотичније, мање стабилне сорте које се називају мезони. Ретка партнерства са четири кварка називају се тетракуаркс. А пет кваркова везаних у деликатном плесу? Наравно, то би био а пентакуарк. А пентакарк, донедавно пуки став физике, сада је откривен на ЛХЦ-у!
Па, шта је велика ствар? Далеко од забавне речи петоструког поста, пентакарк може откључати нове виталне информације о јакој нуклеарној сили. Ова открића би у коначници могла промијенити начин на који размишљамо о нашем супер густом пријатељу, неутронској звијезди - и, заиста, природи саме познате материје.
Физичари знају за шест врста кваркова који су поређани по тежини. Најлакши од шест су кваркови нагоре и доле, који сачињавају најпознатије свакодневне барионе (два успона и падова у протону, и два падова и успона у неутрону). Сљедећи најтежи су шарм и чудни кваркови, а слиједе горњи и доњи кваркови. И зашто се ту зауставити? Поред тога, сваки од шест кваркова има одговарајућу античестицу или антикварк.
Важно својство оба кварка и њихових пакета против честица је нешто што се назива „боја“. Наравно, кваркови немају боју на исти начин на који бисте јабуку могли назвати "црвеном" или океан "плавом"; радије, ово својство је метафорички начин комуницирања једног од суштинских закона субатомске физике - честице које садрже кварк (назване хадрони) увек носе неутрални набој у боји.
На пример, три компоненте протона морају да садрже један црвени кварк, један зелени кварк и један плави кварк. Ове три „боје“ се надовезују на неутралну честицу на исти начин на који се црвена, зелена и плава светлост комбинују да би створиле бели сјај. Слични закони важе за кваркове и антикваркове који чине месон: њихове боје морају бити потпуно супротне. Црвени кварк ће се комбиновати само са анти-црвеним (или цијан) антикварком и тако даље.
Пентакарк такође мора имати набој неутралне боје. Замислите протона и месона (конкретно, типа који се зову Ј / пси месон) спојених заједно - црвени, плави и зелени кварк у једном углу, а боја неутрални пар кварк-антикварк у другом - за укупно четири кварка и један антикварк, који се у свим бојама уредно отказују.
Физичари нису сигурни да ли је пентакарк настао овом врстом сегрегираног распореда или су свих пет кваркова директно повезани; Било како било, као и сви хадрони, пентакарк је под контролом тог титана основне динамике, јаке нуклеарне силе.
Снажна нуклеарна сила, као што јој име каже, је неизрециво снажна сила која спаја компоненте сваког атомског језгра: протоне и неутроне и, што је најважније, њихове саставне кваркове. Снажна сила је толико упорна да никада нису примећени „бесплатни кваркови“; сви су превише уско затворени унутар родитеља.
Али постоји једно место у Универзуму где могу постојати кваркови сами по себи, у својеврсном мета-нуклеарном стању: у изузетно густом типу неутронске звезде. У типичној неутронској звезди, гравитациони притисак је толико огроман да протони и електрони престају да буду. Њихова енергија и набоји топе се заједно, не остављајући ништа друго до густа маса неутрона.
Физичари претпостављају да, при екстремним густинама, у најкомпактнијим звездама, суседни неутрони у језгри могу чак и сами да се распадну у гомилу саставних делова.
Неутронска звезда ... постала би кваркова звезда.
Научници верују да разумевање физике пентакварка може осветлити начин на који јака нуклеарна сила делује у тако екстремним условима - не само у тако густим неутронским звездама, већ можда чак и у првим деловима секунде после Великог праска. Даљња анализа требало би такође помоћи физичарима да побољшају своје разумевање начина на који се кваркови могу и не могу комбиновати.
Подаци који су довели до овог открића - огроман резултат од 9 сигма! - изашли из прве вожње ЛХЦ-а (2010-2013). С суперколидром који сада делује двоструко у односу на првобитни енергетски капацитет, физичари не би требали имати проблема да још више разоткрију мистерије пентакарка.
Овде можете наћи претисак открића пентакварка, који је поднесен у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс.
