Rieth József: Világom - Háttérismeret

Tetrakvark

Tartalomjegyzékhez Világképem <    (Kvark-időszak, Hadron-időszak)     

A részecskefizikában a tetrakvark egy hipotetikus mezon, amely négy kvarkból áll. Elvben a tetrakvark állapota a kvantum chromodinamikában, az erős kölcsönhatások modern elméletében létezhet. Viszont nincs igazolt beszámoló a tetrakvark állapotáról. Bármely megalakult tetrakvark állapot lehet például egzotikus hadron, amely a kvark besoroláson kívül esik.

Néhány tetrakvarkjelölt

2003-ban a Japánban folytatott Belle-kisérletben ideiglenesen X(3872)-nek nevezett részecskéről gondolták, hogy tetrakvark, mint ahogyan azt eredetileg is sejtették. Az ideiglenes X-betű ebben az esetben azt jelenti, hogy még jó néhány tisztázatlan kérdés van a részecskével kapcsolatban. Az ezt követő szám a részecske tömege MeV-ban.

2004-ben a Dsj(2632) részecskeállapotot fedezték fel a Fermilab laborjában, és ők is tetrakvark besorolást javasoltak.

2009-ben a Fermilab bejelentette, hogy ismét találtak egy olyan részecskét (Y(4140)), amely lehet, hogy tetrakvark.

A 2007-ben a Belle által felfedezett Y(4660) részecske is feltételezhetően tetrakvark.

2010-ben a DESY és a Quaid-i-Azam Egyetemről és egy-egy fizikusa újraelemezték a korábbi adatokat és arra a következtetésre jutottak, hogy az Y(5S) mezonnal (a bottomonium egy alakja) kapcsolatban egy jól definiálható tetrakvark rezonancia létezik.

---------------------------

Tetrakvark - Egy újfajta egzotikus részecske

A CERN Nagy Hadronütköztetőjével (LHC) idén áprilisban kimutatott új egzotikus részecske, a Z(4430) létezése az asztrofizikában (pontosabban a neutroncsillagok belsejének értelmezésében) is új elképzelések lehetőségét nyitja meg. Az új részecske tömege mintegy négyszerese a protonénak, elektromos töltése negatív, de nem ettől különleges, hanem mert a részecskék eddig csak elméletileg feltételezett újabb családjának, az úgynevezett tetrakvarkoknak az első igazolt tagja lehet.

A tetrakvarkok az erősen kölcsönható részecskék, a hadronok (ilyen például a neutron és a proton) csoportját bővítik ki. Ezek valamennyien még egyszerűbb építőelemekből, a kvarkokból állnak, amelyeknek különleges, a természetben nem megfigyelhető tulajdonságuk, például tört értékű (1/3 vagy 2/3) elektromos töltésük van (az elektron egységnyinek tekintett töltéséhez viszonyítva). Egy másik különleges töltésjellegű tulajdonságuk az úgynevezett „szín", amely három féle „értéket" (vörös, zöld és kék) vehet fel: a részecskefizika standard modellje szerint ezek a szinkeverés szabályai szerint adódnak össze, és úgy, hogy valamennyi létező részecske eredő színe semleges (a számunkra látható fény esetében: fehér) legyen. Az erős kölcsönhatások elmélete, a kvantumkromodinamika (QCD) szerint ez a semleges szín csak a kvarkok megfelelő csoportokba rendeződésével állhat össze, ennek alapján a hadronok két nagy csoportba, a három kvarkból felépülő barionok (ilyen például a proton és a neutron), továbbá a két kvarkból (pontosabban egy kvarkból és ellentétes színtöltésű antíkvarkból) álló mezonok csoportjába sorolhatók (például a pionok). A QCD szerint az erős kölcsönhatás a kvarkokat mindig a részecskék belsejébe zártan tartja, szabadulásukat nem engedi meg: ezért a természetben szabad kvarkok nem figyelhetők meg.

A QCD szerint azonban még további színsemleges variációk is elképzelhetők, így a négy kvarkból álló tetrakvark, továbbá penta- és hexakvark állapotok. (Va­lamennyiben a színek semlegesítéséhez megfelelő számú, a színtöltésében ellentétes, tehát antikvark is van, így például a tetrakvarkot két kvark és két ellentétes színtöltésű antikvark alkotja.)

A neutroncsillag és a feltételezett kvarkcsillag közti különbség. KÉP. CHANDRA

A tetrakvarkok létezése az asztrofizikában is újabb elképzeléseknek nyit utat. Például a neutroncsillagok belseje a hagyományos modellek szerint neutronokból áll, bennük a kvarkok a neutronokba zártan maradnak. A tetrakvarkok létezése azonban új lehetőségeket nyit meg: a neutronok közti erős kölcsönhatás a neutron­csillag belsejében uralkodó extrém körülmények között lehetőséget teremt tetrakvarkok (sőt: penta- vagy hexakvark állapotok) keletkezésére. Az ilyen folyamatok közben a kvarkok, hadronbörtönükből átmenetileg kiszabadulva, egymással közvetlenül is kölcsönhathatnak. Ezáltal pedig egy újfajta csillagállapot, az úgynevezett kvarkcsillag jöhet létre. (PhysOrg)

Tartalomjegyzékhez Világképem <  Kvark-időszak     

--------------------------

634 • Elet és Tudomány - 2014/20

http://hu.wikipedia.org/wiki/Tetrakvark