CERN’in LHCb (Large Hadron Collider-beauty) deneyleri kapsamında yapılan çarpıştırmalar neticesinde, pentakuark olarak adlandırılan parçacık sınıfına ait keşif yapıldı. Physical Review Letters’de yayımlanan bulguların, parçacık fiziği ve güçlü etkileşimleri açısından önemli olduğu düşünülüyor.
LHCb grubu sözcüsü Guy Wilkinson, pentakuarkların yeni bir parçacık olmadığını vurgulayarak, “Bildiğimiz proton ve nötronları oluşturan temel parçacıklar, pentakuarklarda farklı bir birleşim düzeni oluşturuyorlar. Bu düzen 50 yıldan fazladır süren deneysel çalışmalarda şimdiye dek gözlemlenememişti. Bu egzotik parçacığın detaylı analizlerinin yapılması, baryonik maddeyi oluşturan proton ve nötronun iç yapılarının ve oluşum mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına olanak tanıyabilir” diyor.
Amerikan fizikçi Murray Gell-Mann’ın 1964 yılında yaptığı sınıflama, temel parçacıklar konusunda devrimci bir nitelik taşıyor; baryon adı verilen üst kategori, proton ve nötron gibi üç kuarktan meydana gelen parçacıkları kapsar. Mezon denilen başka kategoride ise, bir kuark ve bir antikuarktan oluşmuş parçacıklar vardır. 1969 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü alan bu sınıflandırma, farklı kuark kombinasyonlarından oluşan egzotik parçacıkları da öngörüyordu; dört kuark ve bir antikuarktan meydana gelen pentakuarklar da öngörülen fakat şimdiye dek gözlemlenememiş bir parçacık sınıfıydı.
LHCb araştırmacıları, Λb(Lambda b) olarak bilinen baryon ailesine ait temel parçacığın; J/ψ- (Jpsi), proton ve yüklü kaona bozunumunu çalışarak pentakuark durumlarını incelediler. J/ψ ve protonun kütle spektrum çalışmaları ortaya çıkardı ki, ara haller de bazen üretime katılıyor.
Pc(4450)+ ve Pc(4380)+ olarak isimlendirilen bu ara durumlar verilerde gözle görülür sıçramalar olarak gözlemlendi ve datanın tamamıyla açıklanabilmesi için gerekli oldular. Araştırmacı Tomasz Skwarnicki, “Dedektörümüzün yüksek hassasiyetinden ve LHC’nin sahip olduğu veri setlerinden yararlanarak, bahsi geçen sinyale sebep olacak tüm olasılıkları araştırdık ve vardığımız sonuç bu sinyalin sadece pentakuark durumlarından gelebileceğidir” diyor. Skwarnicki, pentakuark durumunun daha kesin olarak, iki yukarı(up), bir aşağı(down), bir tılsımlı(charm) ve bir anti-tılsımlı(anti-charm) kuarktan oluştuğunu belirtiyor.
Sonuçsuz kalan önceki pentakuark araştırmalarının aksine, LHCb deneyleri pentakuark durumlarını farklı perspektiflerden incelemiş ve aynı sonuca varmıştı. Bir sonraki adımda kuarkların, pentakuark içerisinde nasıl bağlandığı ile ilgili analizler yapılması planlanıyor.
