Vědci deklarovali realitu exotických tetraquarků.
Dvě nezávislé skupiny fyziků objevily nové exotické elementární částice - tetraquark „na špičce peří“různými způsoby. Vědci dospěli k závěru, že mohou existovat stabilně, i když v přírodě kolem nás jsou známy pouze částice s ne více než třemi kvarky. Tetraquarky mohou potenciálně vykazovat vlastnosti, které dosud nebyly prokázány „obyčejnými“elementárními částicemi dříve známými vědě. Související články jsou publikovány ve fyzických recenzních dopisech.
Všechna těla, která pozorujeme, sestávají z hadronů - elementárních částic podrobených silné jaderné interakci, která drží pohromadě ty částice, z nichž jsme sami složeni. Nejslavnější podtřídou hadronů jsou baryony, jmenovitě protony a neutrony, z nichž jsou složena jádra všech atomů (a všechny molekuly, planety, hvězdy a živé bytosti se skládají z atomů).
Baryony, které známe, se skládají ze tří kvarků [qqq], zvláštních částic s frakčním elektrickým nábojem (2/3 nebo -1/3) a neexistují ve volné formě, ale pouze ve složení baryonů. Výpočty teoretiků však již dávno ukázaly, že nic nebrání existenci tetraquarků, například jako částic, ve kterých jsou tři kvarky a jeden antikvark [qqq¯q¯]. Skutečnost, že se dosud nenacházely v přírodě, byla připisována extrémní nestabilitě takových tetraquarků. Předpokládalo se, že jejich hmotnost je tak velká, že se rychle rozpadají silnou interakcí, na rozdíl od obyčejných hadronů (stejných baryonů), rozkládají se slabou jadernou interakcí, a proto existují mnohem déle.
Autoři obou nových prací provedli výpočty stability existence částic sestávajících ze čtyř kvarků, ve kterých jsou dva kvarky a dva antikvary. Tento přístup se liší od dříve předpokládaných modelů, kde byly tři kvarky a jeden antikvark v tetraquarku (částice ve všem podobném kvarku, ale s opačným nábojem). Podařilo se jim zjistit, že jeho hmotnost je 10 389 MeV / s2 (megaelektronvolt při rychlosti světla na druhou - ve fyzice elementárních částic, místo hmoty, v souladu s Einsteinovým E = mc2, je použit jeho energetický ekvivalent). To je znatelně méně než nejlehčí kombinace baryonů a mesonů s odpovídajícími charakteristikami. Z toho vyplývá, že takový tetraquark-hadron bude stejně stabilní jako typické baryony, které nás obklopují.
Nové výpočty ukazují, že částice čtyř kvarků musí existovat dostatečně dlouho, aby mohly být experimentálně detekovány. Vyvstává otázka, proč k tomu v praxi nedochází? Možné odpovědi na tuto otázku zahrnují krátkou životnost částic tetraquarku. Pokud se však získají v laboratoři, je možné studovat jejich vlastnosti, které by se měly výrazně lišit od vlastností obyčejných tří a dvou kvarkových částic.
IVAN ORTEGA