#کوارک #کوانتوم #ذرات_بنیادی #فیزیک_ذرات #هادرون

🟡 کوارک‌ها که مواد از آن‌ها ساخته می شوند، هادرون‌ها را ایجاد می‌کنند؛ از قبیل باریون‌ها که از سه کوارک و مزون‌ها که از یک کوارک و یک پادکوارک تشکیل می‌شوند. در سال‌های اخیر تعدادی هادرون به اصطلاح عجیب کشف شده که بجای حالت عادی، که از سه کوارک تشکیل می‌شود، دارای چهار یا پنج کوارک می‌باشند. کشف نسبتا جدید شتاب‌دهنده CERN نوع خاصی از این هادرون‌های عجیب است که آن را هادرون عجیب عجیب (exotic exotic hadron) نامیدند.

🟢 این ذره جدید از یک پادکوارک بالا، یک پادکوارک پایین و دو کوارک سی (charm quark) تشکیل شده است. البته در سال‌های اخیر تتراکوارک‌های زیادی کشف شده‌اند، از جمله تتراکوارکی با دو کوارک سی و دو پادکوارک سی، اما تا ۲۹ جولای ۲۰۲۱ این اولین بار بود که تتراکوارکی با دو کوارک سی مشاهده شد که هیچ پادکوارک مشابهی به همراه نداشت. فیزیکدانان این ذرات را افسون باز (open charm)، و در این حالت افسون باز دوتایی می‌نامند. درحالیکه ذراتی با یک کوارک سی و یک پادکوارک سی، اصطلاحا افسون مخفی (hidden charm) دارند. عدد افسون کوانتومی برای هر یک از این ذرات در مجموع صفر است، مانند بار مثبت و منفی الکتریکی که در حالت خنثی صفر است. اما برای این تتراکوارک تازه کشف شده، عدد افسون کوانتومی دو است که باعث دوبرابر شدن خاصیت افسون بودن آن می‌گردد.

🔵 این تتراکوارک بنام +Tcc علاوه بر افسون باز بودن ویژگی جالب دیگری نیز دارد و آن اینکه اولین ذره‌ایست که دو کوارک سنگین و دو پادکوارک سبک دارد و درواقع سرآغاز نوع جدیدی از ذرات می‌باشد. این ذرات با تبدیل به دو مزون واپاشی می‌کنند که مزون‌های حاصل از هرکدام دارای یک کوارک سنگین و یک پادکوارک سبک از ذره اولیه هستند. براساس برخی از پیش‌بینی‌های نظری، جرم تتراکوارک اولیه تقریبا برابر مجموع جرم دو مزون حاصل است. موضوع نزدیکی جرم باعث دشوار شدن واپاشی و در نتیجه طولانی‌تر شدن عمر این ذرات می‌شود. در واقع این تتراکوارک دارای طولانی‌ترین عمر میان تمام هادرون‌های کشف شده تاکنون است.

🟣 این کشف راه را برای جستجوی دیگر تتراکوارک‌های این خانواده باز کرده است؛ تتراکوارک‌هایی که به جای دو کوارک سی، دارای دو کوارک بی (bottom quark) باشند. چرا که ذراتی با دو کوارک بی ازین جهت مورد توجه هستند که جرمی کمتر از مجموع جرم دو مزون حاصل از فروپاشی دارند. علاوه بر این، عمر این ذرات چندین مرتبه از عمر هادرون‌های عجیب کنونی بیش‌تر است.

🖋 پانویس: برای درک بهتر این مطلب پیشنهاد می‌شود کتاب مقدمه‌ای بر فیزیک هسته‌ای و ذرات بنیادی نوشته داس و فربل مطالعه شود.

🔗 منبع: phys.org

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution