Belle’i Eksperimendis avastati kaks ootamatut uut hadronit, mis sisaldavad b-kvarke. Neil uutel osakestel on elektrilaeng ning arvatakse, et need on ,,eksootilised” – mittestandardsed hadronid, mis sisaldavad vähemalt nelja kvarki. Varem on täheldatud mitmeid uusi ja ootamatuid eksootilisi hadroneid, mis sisaldavad c- ja anti c-kvarke. See avastus demonstreerib vähemalt neljast kvargist, nende hulgas ka b-kvark, koosnevate eksootiliste hadronite olemasolu.
Olemasolevad standardsed hadronid ja eksootilised hadronid. B Factory eksperimendis avastati terve hulk eksootilisi mesoneid, mis sisaldavad c-kvarke. Erinevalt neist eksootilistest mesonitest koosnevad äsja avastatud Zb osakesed b-kvarkidest ning neil on elektrilaeng. Kui osake koosneb ühest b-kvargist ja selle antikvargist, siis on saadav osake elektriliselt neutraalne. Seega peab Zb osake lisaldama ka lisaks vähemalt kahte kvarki (st ühte u-kvarki ja anti d-kvarki.)
Need uued osakesed nimega Zb sisaldavad mõlemad ühte b-kvarki (kuuest teadaolevast kvargist massilt teine) ning ühte anti b-kvarki (b-kvargi antiosake). Lisaks on neil elektrilaeng ning seega arvatakse, et need on sellised hadronid, mis sisaldavad lisaks eelmainitud kvarkidele veel vähemalt kahte lisakvarki (andes kokku vähemalt neli kvarki), kirjutab Physorg.com.
KEKB kiirendis, millel on maailma suurim heledus (ingl. k luminosity), saadi elektron-positron põrgetest suurel hulgal katseandmeid. Teadlased keskendusid peamiselt kaht tüüpi bottomooniumidele (Y ja hb) ning viisid läbi tulemuste detailse analüüsi, millest leiti kaks uut laetud osakest, mis lagunevad bottomooniumiks(Y ja hb) ja laetud pi-mesoniks (π±). Uutele osakestele anti nende masside põhjal nimetused Zb(10610) ja Zb(10650). Need osakesed on ligikaudu üksteist korda raskemad kui prooton. Põhimõtteliselt on bottomooniumosakese laend null, mistõttu neil laetud Zb osakestel peaks olema veel vähemalt kaks kvarki, st üks u-kvark ja üks anti d-kvark.
KEKB kiirendi abil on Belle’i Eksperimendis avastatud üle kümne eksootilise hadroni, nende hulgas ka X(3872), Y(3940) ja Z(4430), mile olemasolu praegused teooriad ei ennustanud. Need uued osakesed, mis on prootonist umbes 4 – 4,5 korda raskemad, võivad olla eksootilised hadronid, mis koosnevad ühest c-kvargist ja ühest anti c-kvargist ning lisaks veel kahest erinevast kergemast kvargist.
Tulevikus oodatakse, et SuperKEKB/Belle II Eksperimendis avastatakse veel suurel hulgal eksootilisi kvarke, nende hulgas nii s-kvarke, c-kvarke kui ka b-kvarke. Tuleks aga ära märkida, et kvarke hoiab koos tugev vastasmõju ning et need on komposiitosakestesse, näiteks mesonitesse, vangistatud, ning seega ei saa need üksikult vabade osakestena eksisteerida. Eksootiliste hadronite detailne uurimine suurendab meie arusaama sellest, kuidas ja mis tüüpi hadronid kvantkromodünaamika kohaselt võimalikud on.
Teadusartikkel ilmub lähiajal teadusajakirjas Physical Review Letters.
Leave a Reply