A második működési futtatásának 2015-ös kezdete óta a Large Hadron Collider nagyon érdekes dolgokat végzett. Például 2016-tól a CERN kutatói elkezdték az ütközést a Large Hadron Collider szépségkísérlet (LHCb) végrehajtására. Ez a vizsgálat célja annak meghatározása, hogy mi történt a Nagyrobbanás után, hogy az anyag képes megmaradni és létrehozzon egy olyan világegyetemet, amelyet ma ismerünk.
Az elmúlt néhány hónapban a kísérlet néhány lenyűgöző eredményt hozott, mint például a részecskebomlás nagyon ritka formájának mérése és az anyag-antianyag aszimmetria új megnyilvánulásának bizonyítéka. És az utóbbi időben az LHCb mögött álló kutatók bejelentették egy új öt részecskéből álló rendszer felfedezését, amelyek mindegyikét egyetlen elemzés során figyelték meg.
A 2006 - ban megjelent kutatási cikk szerint arXiv 2017. március 14-én az észlelt részecskék izgatott állapotban voltak az úgynevezett „Omega-c-nulla” baryon állapotában. Más fajta részecskékhez hasonlóan az Omega-c-nulla három kvarkból áll - ezek közül kettő „furcsa”, míg a harmadik „báj” kvarc. Ennek a baryonnak a létezését 1994-ben megerősítették. Azóta a CERN kutatói igyekeztek meghatározni, vannak-e nehezebb verziók.
És most, az LHCb kísérletnek köszönhetően úgy tűnik, hogy megtalálta őket. A kulcs az volt, hogy megvizsgáljuk a részecskék végső konfigurációjában a detektorban hagyott pályákat és az energiát, és visszavezetjük eredeti állapotukba. Alapvetõen az Omega-c-nulla részecskék az erõs erõn keresztül egy másik típusú baryonba (Xi-c-plus) bomlanak, majd a gyenge erõn keresztül protonokká, kaonokká és pionokká alakulnak.
Ebből a kutatók képesek voltak meghatározni, hogy mit láttak, az Omega-c-nulla részecskék különböző energiaállapotokban (azaz különböző méretű és tömegű). Megaelektronvoltokban (MeV) kifejezve ezeknek a részecskéknek a tömege 3000, 3050, 3066, 3090 és 3119 MeV. Ez a felfedezés meglehetősen egyedi volt, mivel magában foglalta a részecske öt magasabb energiaállapotának egyidejű kimutatását.
Ez az LHCb-detektor speciális képességeinek és a nagy adatkészletnek köszönhető, amelyet felhalmoztak az LHC első és második futtatásakor - amely 2009-től 2013-ig tartott, illetve 2015 óta. Megfelelő felszereléssel és tapasztalatokkal felfegyverkezve a kutatók meglehetősen nagy biztonsággal tudták azonosítani a részecskéket, kizárva annak lehetőségét, hogy az adatok statisztikai hibája legyen.
A felfedezés várhatóan rávilágít a szubatomi részecskék néhány mélyebb rejtélyére is, például arra, hogy a három alkotó kvarkot a baronon belül az „erős erő” köti - azaz az atomok belső részének összetartásáért felelős alapvető erő . Egy másik rejtély, amely segíthet megoldani a különféle kvarkállapotok közötti összefüggést.
Ahogyan Dr. Greig Cowan - az Edinburgh-i Egyetem kutatója, aki a Cern LHC LHCb kísérletén dolgozik - elmondta a BBC-vel készített interjúban:
„Ez egy feltűnő felfedezés, amely rávilágít arra, hogy a kvarkok hogyan kötődnek egymáshoz. Nemcsak a protonok és a neutronok jobb megértése lehet, hanem az egzotikusabb multi-kvark állapotok is, például az öt- és négykvarkok.“
A következő lépés ezen új részecskék kvantumszámainak meghatározása (egy adott részecske tulajdonságainak azonosításához használt számok), valamint elméleti jelentőségük meghatározása. Online megjelenése óta az LHC segítséget nyújt a részecskefizika standard modelljének megerősítésében, és azon túl is eljut annak érdekében, hogy felfedezzék a nagyobb ismeretlen tudnivalókat arról, hogy az Univerzum miként alakult ki, és miként illeszkednek az azt irányító alapvető erők.
Végül ezen öt új részecske felfedezése döntő lépés lehet a Mindent elmélet felé vezető úton, vagy csak egy újabb darab a nagyon nagy puzzle-ben, amely a mi létezésünk. Legyen híres, hogy melyik!
