Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN) bünyesindeki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), bugüne kadar tespit edilen 80. yeni parçacığı keşfettiğini duyurdu.
Keşfedilen yeni parçacığa "Xi-cc-plus" adı verildi.
Bilim insanları, protona benzeyen ancak dört kat daha ağır olan bu yeni parçacığın, kuantum mekaniğinin karmaşık davranışlarına ışık tutmasını umuyor.
Etrafımızdaki tüm madde, atom çekirdeklerini oluşturan protonlar ve nötronlar dahil, baryonlardan oluşur.
Bu yaygın parçacıklar, maddenin temel yapı taşları olan üç kuarktan meydana gelir.
Kuarklar altı "tattan" oluşur: yukarı, aşağı, tılsım (charm), tuhaf (strange), üst (top) ve alt (bottom). Her birinin farklı kütlesi, elektrik yükü ve kuantum özellikleri vardır.
Teorik olarak, bu tatları farklı şekillerde birleştiren birçok farklı baryon türü bulunabilir; ancak çoğu gözlemlenmesi son derece zordur.
Bu parçacıkları tespit etmek için Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, parçacıkları muazzam hızlarda yeraltı halkası boyunca fırlatarak birbirleriyle çarpıştırır.
Bu çarpışmalar, bilim insanlarına daha kararlı olan parçacıkların bozunma şekillerini ölçme ve böylece orijinal parçacığın özelliklerini çıkarma fırsatı sunar.
Yeni keşfedilen "Xi-cc-plus" parçacığı, iki "tılsım" (charm) kuarkı ve bir "aşağı" (down) kuarkı içeriyor.
Normal protonlar ise iki "yukarı" (up) kuarkı ve bir "aşağı" (down) kuarkından oluşur. Yeni parçacık, "yukarı" kuarklar yerine iki daha ağır "tılsım" kuarkına sahip olduğu için çok daha büyük bir kütleye sahiptir.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı güzellik (LHCb) deneyi sözcüsü, bu türden iki ağır kuark içeren bir baryonun gözlemlenmesinin "sadece ikinci kez" gerçekleştiğini belirtti.
Bu aynı zamanda 2023'te tamamlanan LHCb dedektör yükseltmelerinin ardından tanımlanan ilk yeni parçacık olma özelliğini taşıyor.
Bu keşfin, kuarkları yalnızca geleneksel baryonlar ve mezonlar değil, aynı zamanda tetrakuarklar ve pentakuarklar gibi daha egzotik hadronlara bağlayan güçlü kuvvet teorisi olan kuantum kromodinamiği modellerini test etmeye yardımcı olacağı öngörülüyor.
2017'de, LHCb deneyi, iki "tılsımlı" kuark ve bir "yukarı" kuarktan oluşan benzer bir parçacık keşfettiğini duyurmuştu.
Yeni parçacığın yaşam süresinin, önceki keşfedilen bu parçacıktan altı kat daha kısa olduğu tahmin ediliyor, bu da onu tespit etmeyi çok daha zorlu hale getiriyor.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Fransa ve İsviçre sınırları altında yaklaşık 100 metre derinlikte yer alan 27 kilometrelik (17 mil) bir proton çarpıştırma halkasıdır. En bilinen başarısı, 2012'de "Tanrı parçacığı" olarak da bilinen Higgs bozonunun varlığını kanıtlaması olmuştur.
Bu son keşif, CERN'in evrenin gizemlerini araştırmaya devam etmek için daha da büyük bir parçacık hızlandırıcısı olan Gelecek Çembersel Hızlandırıcısı'nı (Future Circular Collider) inşa etme planları yaparken geldi.
