Pentakuark olarak adlandırılan bir tür yeni parçacığın varlığına dair en iyi kanıt Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN’de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) üzerindeki LHCb deneyinde çalışan fizikçiler tarafından ortaya kondu. Birbiriyle bağlı beş kuark atom altı parçacığından oluşan pentakuarklar 1970’li yılların sonlarında var olduklarına dair ilk tahminler yapılmıştı ve 2000’li yıllarda ise birkaç farklı laboratuvarda gerçekleştirilen deneylerle varlıklarına dair bazı ipuçları vardı. Ancak bu deneyler arasında çelişkiler olması pentakuarklar üzerinde şüpheleri oluşturmuştu. İşte bugün açıklanan LHCb deneyinden gelen son kanıt bu konuda çok güçlü ama elde edilen veriler bu beş kuarkın nasıl birbiriyle bağlı olduğunu “tam olarak” açıklamaya yeterli değil. Bunu açıklamak için sanırım CERN’deki gelecek deneyleri bekleyeceğiz.
En bilinen hadronlar bir kuark ve bir antikuark içeren mezonlar ve üç kuarktan oluşan baryonlardır. Bir proton iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluşurken, bir pozitif kaon atom altı parçacığı bir yukarı kuark ve bir acayip kuarktan oluşmaktadır. Ancak kuantum renk dinamiğinde güçlü kuvvet teorisi başka baryon türlerine de izin verir. Bu baryonlar kuarkların sayısının antikuarkların sayısından üç kat fazla olmasına izin verir. Dolayısıyla, parçacıklar dört kuark ve bir antikuarktan oluşabilir gibi görünüyor.
LHCb’deki fizikçiler pentakuarkların yaklaşık 4400 MeV/c2 civarında bir kütleye sahip bir şekilde olduğuna dair kanıtlar elde ettiler-keşfedilen pentakuarklardan biri 4450 MeV/c2 ve diğeri 4380 MeV/c2 kütleye sahiptir. Diğer taraftan da, bu pentakuark parçacıklarının iki yukarı kuark, bir aşağı kuark, bir tılsım kuark ve bir antikuarktan oluştuğunu onayladılar.
Yukarıdaki görüntü ise tek bir yapı içinde birbirlerine hafif bir şekilde bağlı beş kuark temsil edilmiş. Bu temsilde olduğu gibi nasıl birbirlerine bağlı olduğuna dair LHCb deneyinde fizikçilerin verisi yok. Belki de bu şekilde birbirlerine bağlı bile olmayabilirler. Bir kuark ve bir antikuark bir mezon oluşturacak şekilde bağlıdır ve diğer kalan üç kuark ise bir baryon oluşturuyordur. Bu mezon ile baryon birbirine olası bir “atomaltı molekül” oluşturacak şekilde bağlanmış da olabilir – aşağıdaki görüntü bunu açıklıyor.
Dolayısıyla, bu deneylerden elde edilen veriler pentakuarkların var olduğunu kanıtlasa da nasıl bir yapıda olduğuna dair veri içermiyor. Fakat, yakında göreceğiz!
Bu arada pentakuarkları tanımlayan makale arXiv’de yayınlanmış durumda ve aynı zamanda Physical Review Letters dergisine yayınlanmak üzere gönderilmiş.
Gökhan Atmaca, Bilim Uzmanı (MSc.)
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynak:
PhysicsWorld
İlginizi çekebilir; Kuark Modeli ve Renk Hapsi
