Rejtélyes részecskét fedeztek fel

Az "rejtélyes mezon" néven említett részecske nem írható le az általánosan elfogadott elmélettel.

Először Japánban, a Cukubában működő nagyenergiás elektrongyorsító kutatóközpontban fedezték fel az új részecskét, majd az amerikai Fermi nemzeti laboratórium Tevatron gyorsítójánál végzett mérések erősítették meg létezését. A részecske egyelőre az X(3872) nevet viseli: az X az ismeretlen jellegre utal, a zárójelben levő szám pedig a részecske tömegét adja meg megaelektronvolt egységben.

Ez a tömeg nagyon nagynak számít a részecskék világában, körülbelül egyetlen héliumatom tömegével egyenlő. Az új részecske instabil, mesterséges előállítása után a pillanat törtrészén belül elbomlik, más részecskékké alakul át.

A mezonok két elemi összetevőből, két kvarkból felépülő részecskék. Az egy kvarkból és egy antikvarkból álló részecskében a kvarkokat a természet legerősebb kölcsönhatása köti egymáshoz. A természetben létező hatféle kvarkból és antikvark párjaikból elvileg nagyon sokféle részecske rakható össze, de ezek nem mindegyik valósul meg, mivel a kombinációknak különféle fizikai törvényszerűségeket is ki kell elégíteniük.  A kétkvarkos mezonok mellett a 3 kvarkból álló részecskék, a barionok is sokan vannak, közéjük tartozik az atommagok két alkotórésze, a proton és a neutron is.

A közelmúltig az ismert részecskék tulajdonságait jól le lehetett írni egyetlen átfogó elmélet, az ún. Standard Modell keretében. A most megismert X(3872) mezon azonban nem kombinálható ki a szokásos módon az ismert kvarkokból. A megoldásra több lehetőség kínálkozik. Talán a kvarkokat összetartó erők elméletén kell változtatni, vagy ez az új részecske nem is kétkvarkos mezon, hanem egy 4 kvarkból felépült egység. Lehetséges, hogy két kvarkot és két antikvarkot tartalmaz.

Ez az elvi lehetőség már korábban is felmerült egy másik rejtélyes részecske, a Ds(2317) felfedezésénél (lásd korábbi cikkünket).

A négykvarkos (tetrakvark) részecskék felfedezése mellett már a pentakvark formáció, 5 kvarkból álló részecske nyomára is bukkantak kísérletekben. A Japánban, az USA-ban és Oroszországban más-más módszerrel végzett kísérletek egybehangzóan pentakvark formációra utalnak. Az is lehet, hogy nem egyetlen 5 kvarkból álló részcskére bukkantak, hanem egy 2 kvarkos mezon és egy 3 kvarkos barion kapcsolódott össze valamilyen "molekulaszerű" képződménnyé. Az erős kölcsönhatás elmélete, a kvantumszíndinamika nem zárja ki háromnál több kvarkból álló részecskék létezését sem.

Jéki László