Phát hiện 2 Baryons mới
Các baryon mới này có khối lượng lớn nhất từ trước đến nay, vào khoảng 5,8 GeV, được chuyển hoá từ hàng tỷ va chạm giữa proton và antiproton ở điều kiện năng lượng 2 TeV của máy Tevontron trong phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia Fermi.
Theo mô hình chuẩn của vật lý hạt, tất cả các vật chất được cấu thành từ một tổ hợp của 6 lepton hoặc tổ hợp của 6 quark. Trong số các lepton, chỉ có electron được biết đến dưới điều kiện tự nhiên, và trong số các quark, chỉ có quark trên (up) và quark dưới (down) được biết trong tổ hợp u-u-d của nhiều proton và d-d-u của neutron. Nhưng vẫn còn nhiều baryon khác, là các hạt được tạo bởi tổ hợp của 3 quark, với mô mem xung lượng spin khác nhau (proton và neutron đều có spin ½). Các baryon đa phần được tạo bởi các phản ứng nhân toạ, và chứa các quark - như quark lạ (strange), quark duyên (charm) và quark đáy (bottom) - tất cả đều không bền vững và nhanh chóng phân rã. Tuy vậy, để hiểu được bản chất của tương tác mạnh, cái chi phối hạt nhân, các nhà vật lý không ngừng nghiên cứu để tạo ra và phân tích tất cả các baryon này.
Baryons with Up, Down, Strange and Bottom Quark and Highest Spin (J = 3/2)
Baryon là các hạt được tạo bởi 3 quark. Các hạt này có thể tồn tại ở trạng thái bình thường (ground state, spin J = ½) và trạng thái kích thích (spin J = 3/2). Nhóm nghiên cứu CDF đã khám phá ra các hạt baryon dương å+bvà âm å-bở cả 2 cấu hình của spin. Hình ảnh trên miêu tả một số tổ hợp của 3 quark với J = 3/2 có khả năng tạo ra bằng cách sử dụng 3 quark nhẹ nhất là up, down và strange, cùng với bottom quark. Các thí nghiệm trước đó đã khám phá được hết các baryon tạo bởi các quark nhẹ trên. Khám phá của nhóm CDF lần đầu tiên phát hiện ra baryon với 1 bottom quark và spin J = 3/2. Mô hình chuẩn dự đoán 4 loại baryons khác cũng tồn tại. Có nhiều baryon khác tạo bởi charm quark chưa miêu tả ở hình vẽ trên. Top quark đã được phát hiện ở Fermelab năm 1995, tuy nhiên thời gian sống của nó quá ngắn để hình thành nên một baryon.
Hiện tại, mới chỉ có duy nhất một dạng baryon có chứa quark đáy được biết đến nhiều, đó là Ab. Bằng chứng tồn tại đầu tiên của hạt này được báo cáo bởi phòng thí nghiệm CERN và Fermilab những năm 90. Nay, nhóm nghiên cứu CDF ở Fermilab tuyên bố họ đã khám phá ra 2 dạng baryon mới. Thực chất, có tới 4 hạt baryon mang tên åb2baryon dương cấu hình u-u-d(một có spin = ½ và một có spin = 3/2) và 2 baryon âm với cấu hình d-d-uphân rã nhanh chóng thành Atrong khoảng thời gian 100 micron sau đó phân rã sang Ac(baryon tạo bởi quark duyên chứ không phải quark đáy), và cuối vùng phân rã lại thành proton ban đầu.
Liệu các thông số về baryon mới này có đủ để có thể thông báo là “đã khám phá” ra những hạt baryon mới không? Các kết quả trên đã được báo cáo ở một cuộc nói chuyện tại Fermilab bởi Petar Maksimovic, thuộc trường đại học Johns Hopkins. Một đồng chủ toạ của cuộc nói chuyện này, cũng là phát ngôn viên của nhóm CDF là Jacobo Konigsberg thuộc trường đại học Florida nói rằng vấn đề khó thuyết phục nhất chính là việc åbchỉ hình thành trong khoảng thời gian 10 -19giây.
CDF là tên của một nhóm nghiên cứu quốc tế, với sự tham gia của 700 nhà vật lý đến từ 16 viện và 13 quốc gia. Được bảo trợ bởi Bộ Năng Lượng và Quỹ Khoa Học Quốc Gia Mỹ, cùng một số tổ chức quốc tế khác (danh sách chỉ biết được ghi ở http:www-cdf.fnal.govlcolllaboration/Funding_Agencies.html). Sử dụng máy Tevatron, nhóm nghiên cứu CDF và Dzero đã phát hiện ra top quark, quark cuối cùng và nặng nhất.
