LHCb tìm thấy một pentaquark mới

Một pentaquark – một hadron lạ gồm năm quark – vừa được khám phá bởi các nhà vật lí làm việc tại thí nghiệm LHCb ở CERN. Các nhà khoa học LHCb còn tìm thấy một đặc điểm trong dữ liệu của họ trước đây từng gắn liền với một pentaquark có thể là bằng chứng cho hai pentaquark có khối lượng bằng nhau.

Phân tích sơ bộ về ba pentaquark cho thấy chúng có một cấu phân tử na ná một meson liên kết với một baryon (xem hình). Việc hiểu rõ hơn các pentaquark liên kết với nhau như thế nào có thể đem lại những thông tin quan trọng về lực mạnh và sắc động lực học lượng tử.

Ảnh minh họa cách năm quark liên kết với nhau.

Ảnh minh họa cách năm quark liên kết với nhau.

Hadron là những hạt nặng được làm bằng hai hoặc nhiều quark liên kết với nhau bằng lực mạnh. Mãi đến đầu những năm 2000, các nhà vật lí chỉ mới có bằng chứng chắc chắn cho hai loại hadron: baryon (ví dụ proton và neutron) chứa ba quark, và meson chứa một quark và một phản quark.

Kể từ đó, các nhà vật lí đã khám phá các tetraquark chứa bốn quark và pentaquark chứa năm quark. Điều này chẳng có gì bất ngờ vì khi Murray Gell-Mann lần đầu tiên đề xuất mô hình quark vào năm 1964, ông đã nhận ra rằng các cặp quark-phản quark có thể gắn thêm các meson và baryon để tạo ra những hạt nặng hơn.

Tetraquark đầu tiên được khám phá chính thức (với ý nghĩa thống kê lớn hơn 5σ) tại thí nghiệm BELLE ở Nhật vào năm 2008. Hai pentaquark đầu tiên – gọi là Pc(4450)+ và Pc(4380)+ – được khám phá vào năm 2015 tại LHCb, sử dụng dữ liệu proton-proton từ đợt chạy Run 1 của Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC). Con số gồm bốn chữ số trên ám chỉ khối lượng của pentaquark tính theo MeV/c2, nghĩa là các pentaquark này nặng gấp bốn lần proton.

Sử dụng dữ liệu mới từ đợt chạy Run 2 của LHC, các nhà vật lí vừa tìm thấy một pentaquark thứ ba tên gọi là Pc(4312)+, họ quan sát thấy nó với ý nghĩa thống kê 7,3σ. Ngoài ra, họ còn có bằng chứng 5,4σ rằng cực đại khối lượng trong dữ liệu Run 1 gắn liền với Pc(4450)+ thật ra là hai cực đại. Họ tin rằng hai cực đại này tương ứng với hai pentaquark khác nhau, chúng được đặt tên là Pc(4440)+ và Pc(4457)+.

Thành viên đội LHCb, Tim Gershon thuộc trường Đại học Warwick cho biết dữ liệu kết hợp từ Run 1 và Run 2 có nghĩa là các cực đại pentaquark nay được phân giải tốt hơn nhiều so với trong các nghiên cứu trước đây. Gershon cùng các đồng sự tìm thấy ba cực đại ấy đều hẹp, nghĩa là các hạt pentaquark có thời gian sống tương đối dài trước khi chúng phân hủy.

Thời gian sống dài cho thấy các pentaquark này tương tự các phân tử gồm một baryon và một meson liên kết với nhau bằng lực mạnh tàn dư – đó là lực liên kết các neutron và proton trong hạt nhân. Khối lượng của Pc(4312)+, chẳng hạn, vừa vặn dưới mức khối lượng kết hợp của một baryon Ʃc+ và một meson D trung hòa. Một cấu hình như thế được kì vọng là tương đối bền vững và do đó tương ứng với một cực đại hẹp.

Gershon cho biết đội LHCb hiện đang tiến hành các phân tích phức tạp hơn nhiều đối với các va chạm, nhằm làm rõ spin và tính chẵn lẻ của các pentaquark. Phân tích này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc bên trong của các pentaquark.

Nguồn: physicsworld.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com