Επιστήμονες του πανεπιστημίου του Γουόρικ ανακάλυψαν ένα νέο σωματίδιο το οποίο θα βοηθήσει στην πληρέστερη κατανόηση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, μία εκ των τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων του Σύμπαντος.
Επιστήμονες του πανεπιστημίου του Γουόρικ ανακάλυψαν ένα νέο σωματίδιο το οποίο θα βοηθήσει στην πληρέστερη κατανόηση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, μία εκ των τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων του Σύμπαντος.
Το σωματίδιο με όνομα Ds3*(2860)- είναι ένας νέος τύπος μεσονίου, ενός σύνθετου δηλαδή σωματιδίου που περιέχει ένα κουάρκ (τους δομικούς λίθους των πρωτονίων και των νετρονίων) και ένα αντικουάρκ (αντισωματίδια των κουάρκ). O δείκτης s3 υποδεικνύει πως έχει σπιν 3, έναν κβαντικό αριθμό που αντιπροσωπεύει ένα είδος εσωτερικής στροφορμής, ενώ στην παρένθεση σημειώνεται η μάζα του νέου σωματιδίου σε μονάδες MeV/c2, περίπου τριπλάσια δηλαδή από αυτή του πρωτονίου.
To νέο σωματίδιο εμφανίζεται χάρις στην ίδια δύναμη που κρατάει συμπαγή τον πυρήνα των ατόμων, γεγονός που επιτρέπει στους ερευνητές να ερευνήσουν σε μεγαλύτερο βάθος τη συμπεριφορά της ισχυρής δύναμης. Η συγκεκριμένη δύναμη αποτελεί μία από τις τέσσερις γνωστές θεμελιώδεις δυνάμεις στο Σύμπαν, μαζί με τη βαρύτητα, τον ηλεκτρομαγνητισμό και την ασθενή πυρηνική.
«Η βαρύτητα περιγράφει το Σύμπαν στις μεγάλες κλίμακες ενώ η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι υπεύθυνη για το σχηματισμό των μορίων και τη συντήρηση των ηλεκτρονίων σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα των ατόμων», εξηγεί ο Τιμ Γκέρσον, καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο του Γουόρικ. «Η ισχυρή δύναμη είναι η δύναμη που συγκρατεί τα κουάρκ σχηματίζοντας νετρόνια και πρωτόνια. Είναι τόσο ισχυρή που δίνει μέσω της διάσημης εξίσωσης μάζας και ενέργειας του Αϊνστάιν E=mc2 περισσότερη μάζα στα άτομα από τη μάζα των ίδιων των κουάρκ», συμπληρώνει.
Οι υπολογισμοί στη θεωρία που περιγράφει τη συμπεριφορά της ισχυρής δύναμης, η οποία αποκαλείται κβαντική χρωμοδυναμική (QCD) είναι συνήθως πολύ μεγάλης δυσκολίας έως και αδύνατοι. Οι μοναδικές ιδιότητες του Ds3*(2860)- ως το πρώτο μεσόνιο με σπιν 3 που περιέχει και ένα charm κουάρκ αναμένεται να κάνει λίγο ευκολότερη τη σύγκριση μεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των πειραματικών μετρήσεων, καθώς η αναγνώρισή του στα δεδομένα είναι απλούστερη από άλλες περιπτώσεις μεσονίων.
Πέρα από τη μελέτη της ισχυρής δύναμης μέσω του Ds3*(2860)- οι ερευνητές στοχεύουν να δουν και την επίδραση της ασθενούς δύναμης σε αυτό, μία έρευνα που σχετίζεται και με ένα από μεγαλύτερα μυστήρια στη σύγχρονη επιστήμη, αφού αφορά στο γιατί στο Σύμπαν επικράτησε η ύλης της αντιύλης.
H ανακάλυψη δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Letters.