Büyük Hadron Çarpıştırıcısında Yeni Bir Baryon Keşfedildi!

Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (LHC'de) yapılan deneyler sonucunda yeni bir baryon keşfedildi. Bu keşiflerini 6 Temmuz 2017 tarihinde Venedik’te gerçekleşen EPS Yüksek Enerji Fiziği Konferansında duyuran fizikçiler bu yeni keşfedilen baryonun kendisini oluşturan kuarklar bakımından oldukça farklı bir yapıya sahip olduğunu vurguladılar.

Keşfedilen Ξcc++ (Yunanca Ξ, “Ksi” diye okunur) isimli parçacık yaklaşık olarak 3621 MeV kütleye sahip. Bu onu en çok bilinen baryonlardan biri olan protondan 4 kat daha ağır yapıyor. Bu parçacığın bu kadar yüksek kütleye sahip olmasının sebebi, yapısında proton ve nötronlarda da bulunan yukarı kuark olmasının yanı sıra iki tane de nispeten daha ağır bir tür kuark olan tılsım (charm) kuark bulundurmasıdır.

Keşfedilen parçacığın görüldüğü algılayıcı verisi. (Görsel: LHCb/CERN)
Keşfedilen parçacığın görüldüğü algılayıcı verisi. (Görsel: LHCb/CERN)

Baryon olarak adlandırılan parçacıklar üç kuarktan oluşur ve bu kuarkların çeşni olarak bilinen bir özellik ile ayrılan 6 türü vardır. Kuarklar sahip oldukları bu çeşni özelliği sayesinde bir çok farklı kombinasyonu oluşturabilirler. Bunların bir kısmı hali hazırda Standart Model tarafından teorik olarak tahmin ediliyor ancak şimdiye kadar keşfedilen baryonların hepsinde ağır olarak tabir edilen kuarklardan en fazla 1 tane bulunuyordu.

Deneyde çalışan bilim insanlarından biri olan Guy Wilkinson üç tane hafif veya bir ağır iki hafif kuarktan oluşan baryonlarda, kuarklar birbirleri etrafında ışık hızına yakın hızlarda hareket ettikleri için üstlerinde çalışmanın aşırı derecede zor olduğunu ancak Ξcc++  parçacağında yüksek hızda hareket eden bir kuark bulunduğunu diğer iki ağır kuarkın daha düşük hızlarda hareket ettiğini bu yüzden incelemenin daha kolay olduğunu söylüyor ve bu yeni parçacık için şu benzetmeyi yapıyor: “Üç kuarkın birbiri etrafında dikkatli bir şekilde dans ettiği diğer baryonların aksine iki ağır kuark içeren bu parçacıkta ağır kuarkların tıpkı ikili yıldız sistemindeki yıldızlar gibi birbiri etrafında yörüngede olması, hafif olan kuarkın ise bu sistemin yörüngesinde bulunan bir gezegen gibi hareket etmesi bekleniyor.”

Beauty deneyinde keşfedilen yeni parçacık. (Görsel: Daniel Dominguez/CERN)

Beauty Deneyi'nin sözcüsü olan Giovanni Passaleva’nın söylediğine göre ise iki ağır kuark bulunduran bu parçacık dört temel kuvvetten biri olan güçlü etkileşimi açıklayan teori olan kuantum kromodinamiği için oldukça büyük bir gelişme çünkü şu anda ellerinde daha önce hiç olmayan bir şeye sahipler. Bunun yanı sıra bilim insanları bulunan bu parçacığın oluşma ve bozunma mekanizmaları inceleyerek birçok yeni bilgiye ulaşma fırsatı yakalayacaklar. Bu sayede de teorilerde öne sürülen ve iki ağır kuark içeren diğer baryonlar hakkında bilgi sahibi olacaklar.

T. Alper Karasuer


Referanslar
1. https://home.cern/about/updates/2017/07/lhcb-announces-charming-new-particle
2. https://www.scientificamerican.com/article/lhc-physicists-unveil-a-charming-new-particle/
3. http://press.web.cern.ch/sites/press.web.cern.ch/files/file/press/2017/07/lhcb_paper_2017.07.06.pdf

 Kapak fotoğrafı: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Maximilien Brice/CERN

Alper Karasuer

Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü 1.sınıf öğrencisi. İlgi alanları arasında astronomi ve bilgisayar bilimi var. Bunların yanı sıra havacılık, elektronik, motor sporları, fotoğrafçılık ve mutfak sanatları ile de ilgileniyor.

Alper Karasuer 4 makale yazdıAlper Karasuer tarafından yazılan tüm makaleleri gör