“เซิร์น” พบอนุภาคในสถานะควอนตัมใหม่ 5 ตัวพร้อมกัน

ส่วนหนึ่งของเครื่องชนอนุภาค Large Hadron Collider (LHC) Image copyright EPA
คำบรรยายภาพ ส่วนหนึ่งของเครื่องชนอนุภาค Large Hadron Collider (LHC)

องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรปหรือเซิร์น (CERN) เผยว่าหน่วยทดลอง LHCb ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่ LHC ได้ค้นพบอนุภาคในสถานะควอนตัมใหม่ถึง 5 ตัวในคราวเดียวกัน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์อนุภาคที่หาพบได้ยาก

อนุภาคที่พบใหม่ทั้ง 5 ตัวนี้ เป็นอนุภาคในสถานะกระตุ้น (excited state) ของอนุภาคแบริออนชื่อโอเมก้า-ซี-ซีโร (Ωc0) ซึ่งทำให้อนุภาคเหล่านี้อยู่ในสถานะที่มีพลังงานสูงกว่าสถานะพื้นโดยทั่วไป

หน่วยทดลอง LHCb ระบุว่าอนุภาคทั้ง 5 ตัวนี้ได้แก่ Ωc(3000)0, Ωc(3050)0, Ωc(3066)0, Ωc(3090)0 และ Ωc(3119)0 ซึ่งตัวเลขในวงเล็บบ่งบอกถึงพลังงานที่มีหน่วยเป็นเมกะอิเล็กตรอนโวลต์

Image copyright LHCb
คำบรรยายภาพ ภาพที่สร้างขึ้นจากคอมพิวเตอร์แสดงตัวอย่างการทดลองชนอนุภาคที่หน่วย LHCb เมื่อปีที่แล้ว โดยจุดสีต่าง ๆ ใช้แทนอนุภาคแต่ละชนิด

นักวิจัยสามารถค้นพบอนุภาคใน 5 สถานะใหม่นี้ได้ โดยใช้การวิเคราะห์เส้นทางการเคลื่อนที่ของอนุภาค รวมทั้งร่องรอยของพลังงานที่หลงเหลืออยู่ในเครื่องมือตรวจจับ ซึ่งทำให้ทราบว่าอนุภาคเหล่านี้เกิดขึ้นในขั้นต้นของกระบวนการสลายตัวเมื่ออนุภาคโอเมก้า-ซี-ซีโร ได้รับพลังงานสูง โดยอนุภาคเหล่านี้จะคงอยู่เพียงชั่วขณะ ก่อนจะสลายตัวต่อไปจนกลายเป็นอนุภาคแบริออนอีกตัวหนึ่งชื่อ "ไซ-ซี-พลัส" (Ξc+)ในที่สุด

นักวิจัยประจำหน่วยทดลอง LHCb ยังแถลงยืนยันว่า ผลการค้นพบในครั้งนี้มีนัยสำคัญทางสถิติมากพอที่จะแน่ใจได้ว่าการค้นพบอนุภาคในสถานะใหม่นี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ และในขั้นต่อไปจะมีการกำหนดเลขควอนตัมที่บอกถึงคุณสมบัติของอนุภาคเหล่านี้แต่ละตัว และจะแถลงถึงความสำคัญของอนุภาคนี้ในทางทฤษฎีฟิสิกส์ต่อไป ซึ่งเชื่อว่าจะช่วยเพิ่มพูนความเข้าใจเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างควาร์กแต่ละตัวและสถานะมัลติควาร์กให้มากขึ้น ทั้งอาจนำไปสู่การไขความลับของจักรวาล และมิติต่าง ๆ ที่ยังไม่ถูกค้นพบ

ข่าวที่เกี่ยวข้อง