LHCB:Οι συσχετίσεις δείχνουν αποχρώσεις της διαδικασίας γέννησης σωματιδίων

Στον κόσμο που διέπεται από κβαντικά φαινόμενα, δεν υπάρχουν αιχμηρά σύνορα:τα κβαντικά σωματίδια μπορούν να "διαρρεύσουν" έξω από την περιοχή στην οποία προφανώς περιορίζονται. Αυτό το φαινόμενο κβαντικής σήραγγας έχει ήδη παρατηρηθεί σε πολλά πειράματα, αλλά όχι ακόμα για σωματίδια από περισσότερα από δύο κουάρκ. Αυτά τα σωματίδια, που ονομάζονται Tetraquarks, είναι εξαιρετικά σπάνια και βραχύβια, οπότε αυτός ο τύπος παρατήρησης είναι πολύ προκλητικός.

Η συνεργασία LHCB, ένα από τα τέσσερα μεγάλα πειράματα που λειτουργούν στο Liger Cern Cern (LHC), έχει κάνει ένα σημαντικό βήμα προς το κλείσιμο αυτού του χάσματος. Συνδυάζοντας τα δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των πρώτων και δεύτερων λειτουργικών διαδρομών της LHC, η ομάδα παρατήρησε κβαντικές συσχετίσεις μεταξύ ζευγών γοητείας και αντι-χάρτη Hadrons που προέρχονταν από ένα μόνο κράτος Tetraquark.

Τα σωματίδια όπως τα τετράκαρκοι δεν είναι στοιχειώδη σωματίδια, αλλά σύνθετες καταστάσεις από αρκετά πιο θεμελιώδη συστατικά, που ονομάζονται κουάρκ και γλάννες. Οι τελευταίοι κρατούν τα κουάρκ μαζί, διαμεσολαβώντας την ισχυρή δύναμη μεταξύ τους. Τα τετράκαρκοι προβλέπονται από τη θεωρία των ισχυρών αλληλεπιδράσεων, την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD) και έχουν αναζητηθεί εκτενώς σε πειράματα φυσικής σωματιδίων υψηλής ενέργειας.

Αυτή η τελευταία ανάλυση LHCB αποκαλύπτει πως σχηματίζονται και αποσυντίθενται αυτά τα εξαιρετικά τετραγωνικά κράτη. Οι κβαντικοί συσχετισμοί μεταξύ ζευγών γοητείας και αντι-χημικών hadrons παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το πού παράγονται αυτά τα σωματίδια στο εσωτερικό του ανιχνευτή LHCB και προσφέρουν πληροφορίες για τη δυναμική παραγωγής των Tetraquarks.

Η ερευνητική ομάδα διερεύνησε όλους τους πιθανούς συνδυασμούς ζευγών γοητείας (C) και αντι-χάρτη (C‾) Hadrons. Τα περισσότερα από τα ζεύγη, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προέρχονται από την ίδια κατάσταση Tetraquark, δείχνουν προτίμηση για την παραγωγή κεντρικά στον ανιχνευτή. Αυτό αναμένεται για τους περισσότερους μηχανισμούς παραγωγής Hadronic που εμφανίζονται σε συγκρούσεις υψηλής ενέργειας. Ωστόσο, παρατηρούνται κβαντικοί συσχετισμοί για ζευγάρια γοητείας και αντι-χάρτη hadrons που προέρχονται από την ίδια κατάσταση Tetraquark. Σε αυτή την περίπτωση, οι συσχετισμοί υποδεικνύουν ότι το σημείο παραγωγής μετατοπίζεται προς την πλευρά όπου βρίσκονται φορτισμένα σωματίδια (Quarks του πρωτονίου) των εισερχόμενων πρωτονίων. Αυτό υπονοεί έναν πιθανό μηχανισμό παραγωγής για τετράκαρκους, στον οποίο ο Gluon που εκπέμπεται από το εισερχόμενο πρωτόνιο ή αντιπρωτόνιο (που αναφέρεται ως "Pomeron") κυμαίνεται στην κατάσταση Tetraquark που στη συνέχεια διασπάται στο ζευγάρι των hadrons.

Αυτή η ανάλυση LHCB παρέχει επίσης μια εικόνα για το πώς το κράτος Tetraquark στη συνέχεια διασπάται στο ζευγάρι της γοητείας και των αντι-Charm Hadrons. Οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι το κράτος Tetraquark μετατρέπεται σε ζεύγη γοητείας και κουάρκων αντι-Charm, τα οποία στη συνέχεια αναδιαμορφώνουν για να σχηματίσουν τους τελικούς Hadrons.

Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης παρέχουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την παραγωγή και τη αποσύνθεση της παρατηρούμενης κατάστασης Tetraquark και προσφέρουν συμπληρωματικές γνώσεις σε άλλες μετρήσεις LHCB τέτοιων σωματιδίων. Οι κβαντικές επιδράσεις που παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά σε αυτό το έργο θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στο μέλλον για να διακρίνουν τα τετράκαρκοι από άλλες πολιτικές καταστάσεις.

Η συνεργασία LHCB προσβλέπει στη συλλογή περισσότερων δεδομένων στο LHC στο μέλλον, γεγονός που θα τους επιτρέψει να διερευνήσουν περαιτέρω τις ιδιότητες των τετραγωνικών και άλλων εξωτικών σωματιδίων.