Физиката на бъдещето: Учени откриха доказателства за ново екзотично атомно състояние на материята

Почти всичко, което ни заобикаля, има маса, но нейният произход остава фундаментален въпрос на физиката. Настоящата теория е, че масата възниква от свойствата на вакуума, а за да потвърдят тази теория, учените изследват мезонните ядра. Нови експериментални резултати помагат за по-доброто разбиране на този процес и доказват съществуването на прогнозирано, но никога досега не наблюдавано екзотично атомно състояние – η′-мезонното ядро.

Мезоните, частици, състоящи се от кварк и антикварк, могат да бъдат временно уловени от атомното ядро, образувайки така наречените мезонични ядра. Особен интерес за физиците представлява частицата η′-мезон. В сравнение със своите роднини тя е необичайно тежка. Учените смятат, че когато се намира в ядрената материя, масата ѝ се променя. Наблюдението на това явление ще предостави ценна информация за това как се генерират масите на частиците в нашата Вселена.

Международен екип от учени проведе експеримента с висока точност в Центъра за изследване на тежки йони „Хелмхолц“ в Германия, съобщава Scitech Daily. Сноп високоенергийни протони е бил насочен към въглеродна мишена, като е възбудил въглеродните ядра и е генерирал η′-мезони, които могат да образуват свързани състояния с ядрото. Изследователите измериха енергията на възбуждане на въглеродните ядра, като анализираха деутероните, излъчени при реакцията, с помощта на инструмент с висока разделителна способност – фрагментен сепаратор (FRS). За проследяване на високоенергийните протони и идентифициране на сигналите за улавяне на η′-мезони беше използван построеният в Швеция детектор WASA.

„С нашата нова експериментална уредба, съчетаваща FRS и WASA, можем да идентифицираме структури в данните, които съответстват на теоретичните подписи на η′-мезонни ядра“, обясни Рьохей Секия, водещ автор на научната статия. – Нашият анализ показва, че действително са се образували свързани състояния.“

Спектърът на възбуждане на въглеродното ядро показва възможното образуване на η′-мезонови ядра, а масата на η′-мезоните в ядрената материя изглежда намалява.

Новите експериментални данни доближават физиците до отговорите на фундаментални въпроси за това как материята придобива маса, както и как се променя структурата на вакуума вътре в атомните ядра. Бъдещите изследвания ще бъдат насочени към подобряване точността на измерванията и търсене на допълнителни сигнали за разпада, за да се потвърди съществуването на η′-мезонните ядра.