Ιρανοί ερευνητές ανοίγουν νέο δρόμο για τη μελέτη σωματιδίων που περιέχουν κορυφαία κουάρκ
Ιρανοί ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Τεχεράνης άνοιξαν ένα νέο θεωρητικό δρόμο για τη μελέτη μιας σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητης κατηγορίας σωματιδίων που θα μπορούσαν να περιέχουν το κορυφαίο κουάρκ, το βαρύτερο γνωστό στοιχειώδες σωματίδιο.
Μια ερευνητική ομάδα στη Σχολή Φυσικής του πανεπιστημίου διεξήγαγε μια σειρά μελετών που εξετάζουν εάν θα μπορούσαν να υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αδρονίων, που περιέχουν ένα, δύο ή ακόμα και τρία κορυφαία κουάρκ.
Ένα αδρόνιο είναι ένα σωματίδιο που αποτελείται από δύο ή περισσότερα κουάρκ, όπως το πρωτόνιο και το νετρόνιο που αποτελούν τον ατομικό πυρήνα.
Η εργασία έχει δημοσιευτεί σε διεθνή περιοδικά, όπως το
European Physical Journal C, το International Journal of Theoretical Physics και τα Annals of Physics, με τις μελέτες να είναι επίσης διαθέσιμες μέσω του ερευνητικού αποθετηρίου arXiv.
Η τελευταία μελέτη επικεντρώνεται σε αδρόνια που περιέχουν ένα μόνο κορυφαίο κουάρκ.
Χρησιμοποιώντας μια θεωρητική μέθοδο γνωστή ως QCD Sum Rules, οι ερευνητές υπολόγισαν τις μάζες ενός ευρέος φάσματος υποθετικών σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων διαφορετικών τύπων βαρυονίων και μεσονίων.
Προηγούμενες μελέτες τους εξέτασαν συστήματα κορυφής-αντι-κορυφής, γνωστά ως τοπόνιο, καθώς και υποθετικά βαρυόνια που περιέχουν τρία κορυφαία κουάρκ και σωματίδια που περιέχουν δύο κορυφαία κουάρκ.
Συνολικά, οι μελέτες παρέχουν μια συστηματική εικόνα για το πώς μπορεί να μοιάζουν διαφορετικά αδρόνια που περιέχουν κορυφή και πώς θα μπορούσαν ενδεχομένως να ανιχνευθούν.
Το κορυφαίο κουάρκ είναι ιδιαίτερα ασυνήθιστο επειδή, παρά το γεγονός ότι είναι το βαρύτερο από τα έξι γνωστά κουάρκ, υπάρχει για εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα – περίπου 5×10⁻²⁵ δευτερόλεπτα.
Αυτός είναι ο χρόνος που γενικά συνδέεται με τη διαδικασία μέσω της οποίας τα κουάρκ συνδέονται σε αδρόνια.
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες αμφισβητούν εδώ και καιρό εάν ένα κορυφαίο κουάρκ θα μπορούσε να συνδυαστεί με άλλα κουάρκ πριν διασπαστεί.
Οι υπολογισμοί των ερευνητών υποδηλώνουν ότι ορισμένα αδρόνια που περιέχουν κορυφή θα μπορούσαν ενδεχομένως να υπάρχουν ως ασθενώς συνδεδεμένες καταστάσεις.
Εάν επιβεβαιωθούν πειραματικά, τέτοια σωματίδια θα μπορούσαν να προσφέρουν έναν νέο τρόπο για να μελετήσουμε την ισχυρή δύναμη υπό ακραίες συνθήκες και να δοκιμάσουμε τα όρια του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.
«Επειδή το κορυφαίο κουάρκ έχει εξαιρετικά μικρή διάρκεια ζωής, το αν μπορεί να σχηματίσει αδρόνια ήταν πάντα μια μεγάλη πρόκληση», δήλωσε ο Kazem Azizi, μέλος της ερευνητικής ομάδας.
«Ωστόσο, πρόσφατες θεωρητικές και πειραματικές εξελίξεις δείχνουν ότι αυτά τα συστήματα αξίζουν πιο προσεκτική μελέτη», πρόσθεσε.
Οι ερευνητές λένε ότι οι προβλέψεις τους θα μπορούσαν να παράσχουν χρήσιμα σημεία αναφοράς για αναζητήσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) και σε μελλοντικές εγκαταστάσεις όπως ο προτεινόμενος Μελλοντικός Κυκλικός Επιταχυντής (FCC).
Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, που χρησιμοποιείται για τη σύνθλιψη σωματιδίων σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, ώστε οι επιστήμονες να μπορούν να μελετήσουν τις ιδιότητές τους και να αναζητήσουν νέα σωματίδια.
Ο FCC είναι ένας προτεινόμενος επιταχυντής σωματιδίων επόμενης γενιάς που θα είναι πολύ μεγαλύτερος και ισχυρότερος από τον LHC, σχεδιασμένος να μελετά τα θεμελιώδη σωματίδια και τις δυνάμεις με ακόμη μεγαλύτερη λεπτομέρεια.
Εάν τέτοια σωματίδια παρατηρηθούν τελικά, θα μπορούσαν να παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για το πώς συμπεριφέρεται η ισχυρή αλληλεπίδραση σε ενεργειακές κλίμακες που μέχρι στιγμής παρέμειναν σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητες.
PressTV
https://www.presstv.co.uk/Detail/2026/08/15/774424/Iranian-researchers-open-new-path-to-studying-particles-containing-top-quarks
—
