همانطور که قبلاً تصور می شد، نشانه ای از محصولات واپاشی یک مزون – یعنی یک کوارک و یک آنتی کوارک - از دو ذره زیر اتمی می آید و نه یک ذره.

آزمایش‌های برخورد پرانرژی به فیزیکدانان ذرات کمک کرده است تا بسیاری از جنبه‌های رفتاری کوارک‌ها - بلوک‌های سازنده زیراتمی پروتون‌ها و نوترون‌ها- را درک کنند. به عنوان مثال، در طول واپاشی توده کوارک ها، محققان ظهور مختصر ذرات زیراتمی عجیب و غریب، مانند تتراکوارک ها یا مزون های ضعیف را مشاهده کرده اند. این ذرات عجیب و غریب در طیف جرمی بقایای آزمایش‌های برخورد الکترون-پوزیترون، به صورت قله‌های تشدید ظاهر می‌شوند. یک دهه پیش، مجموعه BESIII در برخورد دهنده الکترون پوزیترون پکن یکی از این قله ها را مشاهده کرد [1]. این مجموعه اکنون وجود آن قله را تایید کرده است [2]. اما داده‌ها و تحلیل‌های جدید نشان می‌دهند که قله‌ای که قبلاً مشاهده شده بود، در واقع دو قله است که وجود یک ذره عجیب و غریب جدید را نشان می‌دهد.

در سال 2013، مجموعه BESIII در حین نظارت بر فرآیند واپاشی یک ذره کوارک-آنتی کوارک معروف به مزون J/ψ، یک قله تشدید پیدا کرد.

این قله تشدید (1840) X نامگذاری شد. "X" نشان می دهد که ذره تولید کننده قله ناشناخته است و "1840" به جرم تخمینی ذره در واحدهای MeV/c² اشاره دارد.

محققان اکنون مجموعه‌ای از داده‌ها را تجزیه و تحلیل کرده‌اند که شامل رویدادهای واپاشی 50 برابر بیشتر نسبت به قبل است. تجزیه و تحلیل مجموعه داده بزرگتر یک برآمدگی کوچک - یک قله ثانویه پایینتر - را در سمت چپ قله اصلی نشان می دهد. نشانه ای که حاوی نشانه های دو ذره است و نه یک ذره. با برازش داده‌ها، محققان دو قله تشدید همپوشانی پیدا کردند که آن ها را (1840) X و (1880) X نامگذاری کردند.

این یافته اولین مشاهده (1880) X را نشان می دهد. (مشاهده دارای اهمیت آماری بیشتر از σ 10 است). آگاهی در مورد رفتار ذرات در این محدوده جرمی برای درک حالت های مقید پروتون ها و سایر ذرات با جرم مشابه مهم است. این یافته همچنین اطلاعات جدیدی را برای جستجوی ذرات عجیب و غریب فرضی، مانند گلوبال ها (ذرات مرکب ساخته شده از گلوئون ها) فراهم می کند.

1. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of a structure at 1.84 GeV/c² decays in the 3(π+π−)(𝜋+𝜋−) mass spectrum in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) decays,” Phys. Rev. D 88, 091502 (2013).

2. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of the anomalous shape of X(1840) in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) indicating a second resonance near pp̄ ��̄ threshold,” Phys. Rev. Lett. 132, 151901 (2024).

منبع:

Evidence of a New Subatomic Particle

ترجمه خبر: شهره کرمی