Επιστήμονες του CERN ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός νέου υποατομικού σωματιδίου, του Ξcc+ (Xi-cc-plus), χρησιμοποιώντας τον αναβαθμισμένο ανιχνευτή LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).
Το σωματίδιο αυτό αποτελεί ένα βαρύτερο μέλος της οικογένειας των σωματιδίων που συνθέτουν την ύλη και η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί από καιρό από τη θεωρητική φυσική. Η ανακάλυψη πραγματοποιήθηκε με τη σημαντική συμβολή ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, οι οποίοι ηγήθηκαν της κατασκευής κρίσιμων τμημάτων του ανιχνευτή.
Η δομή και η σύγκριση με το πρωτόνιο
Το Ξcc+ ανήκει στην ίδια οικογένεια με το πρωτόνιο, το οποίο ανακαλύφθηκε από τον Ernest Rutherford στις αρχές του 20ού αιώνα. Ενώ το πρωτόνιο αποτελείται από δύο «πάνω» (up) quarks και ένα «κάτω» (down) quark, στο νέο σωματίδιο τα δύο «πάνω» quarks έχουν αντικατασταθεί από δύο πολύ βαρύτερα «γοητευτικά» (charm) quarks. Αυτή η σύνθεση το καθιστά μια βαρύτερη εκδοχή των δομικών λίθων του ατόμου, προσφέροντας νέα δεδομένα για το πώς τα quarks συνδυάζονται για να σχηματίσουν την ύλη.
Τεχνολογία αιχμής και η διαδικασία της ανακάλυψης
Ο ανιχνευτής LHCb λειτουργεί ως μια κάμερα εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, ικανή να καταγράφει 40 εκατομμύρια εικόνες σωματιδίων ανά δευτερόλεπτο. Οι επιστήμονες εντόπισαν το Ξcc+ παρατηρώντας τη διάσπασή του σε τρία ελαφρύτερα σωματίδια κατά τη διάρκεια συγκρούσεων πρωτονίων που καταγράφηκαν το 2024. Η μέτρηση της μάζας του σωματιδίου στα 3619.97 MeV/c² επιβεβαιώνει τις θεωρητικές προβλέψεις και επιλύει μια επιστημονική διαμάχη δύο δεκαετιών σχετικά με την ύπαρξή του.
Το μέλλον της έρευνας στο CERN
Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί το πρώτο σημαντικό αποτέλεσμα του αναβαθμισμένου ανιχνευτή LHCb, στον οποίο συμμετέχουν πάνω από 1.000 επιστήμονες από 20 χώρες. Το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ αναμένεται να ηγηθεί και στην επόμενη φάση του προγράμματος, γνωστή ως «LHCb Upgrade 2», η οποία θα επιτρέψει τη συλλογή ακόμη μεγαλύτερου όγκου δεδομένων. Η έρευνα αυτή συνεχίζει τη μακρά παράδοση της φυσικής στη μελέτη των rare σωματιδίων, διευρύνοντας τα όρια της ανθρώπινης γνώσης για το σύμπαν.
