Trei noi particule – un pentaquark și o pereche de tetraquarks – au fost observate în experimentul LHCb, care își propune să documenteze cu exactitate diferențele dintre materie și antimaterie din univers.

Tetraquarks și pentaquarks aparțin așa-numiților hadroni exotici. Ele sunt formate din quarci, care sunt particule elementare care sunt blocurile de construcție ale atomilor fiecărui element și, prin urmare, și compuși chimici și texturi. Cuarcii se combină adesea în grupuri solide de două sau trei, dar în mod excepțional apar în compuși instabili de patru (tetraquarci) sau cinci (pentagoane).

Hadronii exotici au fost suspectați de aproape șase decenii, dar au fost observați pentru prima dată relativ recent în ultimii 20 de ani. Experimentul LHCb a descoperit trei grupuri complet noi de quarci diferiți, inclusiv prima pereche de tetraquarci din istoria științei.

„Cu cât facem mai multe analize, cu atât găsim mai mulți hadroni exotici”, explică Niels Tuning, coordonatorul de fizică al LHCb.

Marți a început cea de-a treia fază de funcționare a Marelui Colizător de Hadroni. După o pauză de trei ani și multe încercări experimentale, mașina era gata să înceapă următoarea etapă de descoperire a secretelor universului. De această dată, oamenii de știință au crescut energia particulelor până la 13,6 teraelectronvolți (TeV) – pentru comparație, în 2015-2018, recordul a fost de 6,5 teraelectronvolți.

În timpul repausului, dispozitivul este echipat cu componente care permit detectarea și urmărirea mai precisă a particulelor individuale. Centrul de date pentru proba LHCb a fost și el înlocuit – datorită acestui fapt, colectarea datelor va fi mai eficientă.

Purtătorul de cuvânt al LHCb, Chris Parks, speră că observarea hadronilor exotici ne va ajuta să înțelegem mai bine modul în care quarcii formează particule convenționale.

– Analiza noilor tipuri de tetraquarks și pentaquarks va ajuta, de asemenea, la dezvoltarea unui model de hadroni exotici, a cărui natură exactă nu știm încă – spune el.

În acest moment, există diverse presupuneri despre acestea din urmă. Unele teorii descriu hadronii exotici ca unități unice, iar altele descriu perechi necorelate de hadroni standard. Cercetările suplimentare vor indica doar dacă aceste particule sunt una, cealaltă sau ambele.

Oamenii de știință sunt de acord asupra unui lucru – ne așteaptă multe noi descoperiri.

„Aceasta este aceeași perioadă ca în anii 1950 când am început să descoperim „grădina zoologică moleculară” a particulelor elementare”, explică Tuning.