Vědci objevili zcela nový typ částice - tetrakvark

14. duben 2014

Fyzikové z CERNu během pokusů v urychlovači LHC (Large Hadron Collider) vyrobili a pak zaznamenali velmi exotickou částici, která jinak ve vesmíru existovala ve větším množství jen v období do jedné mikrosekundy po Velkém třesku - tzv. tetrakvark.

Tato částice je neobvyklým typem hadronu, který se skládá ze čtyř kvarků, přesněji řečeno ze dvou kvarků a dvou antikvarků. Podle předběžné výzkumné zprávy má nová částice asi 4krát větší hmotnost než proton a má záporný náboj. Kvarky jsou elementární částice, ze kterých se obecně skládají hadrony (tedy například protony a neutrony, částice obsažené v jádrech všech atomů látky). Kvarky mají spin ½ , což znamená, že se jedná zároveň o tzv. fermiony. Podle současného stavu poznání nemají kvarky vnitřní strukturu a jsou spolu s leptony a kalibračními bosony „nejmenšími“ známými částicemi, ze kterých se skládá hmota. Baryony (například proton) se skládají ze tří kvarků, mezony (například pion) se skládají z jednoho kvarku a z jednoho antikvarku. Doposud však nebyla pozorována částice, která by se skládala ze čtyř kvarků - až nyní se objevila tato možnost.

Fyzikové pro čtyřkvarkové částice zavedli konvenci ve jmenném označení, kdy název každé z nich začíná písmenem Z. Konkrétní právě objevená částice dostala označení Z (4430). Čtyřkvarkové částice jsou velmi nestabilní a žijí velmi krátce, podobně jako mezony, tvořené dvojicemi kvark-antikvark. Přežívají jen v prostředí s obrovskou hustotou energie, což vysvětluje jejich výskyt krátce po Velkém Třesku, kdy byla ve Vesmíru průměrná hustota energie neobvykle vysoká. Občas se podobné částice mohou objevit i v rámci kosmického záření, avšak pravděpodobnost tohoto výskytu je velmi malá. I urychlovač LHC potřeboval stovky bilionů srážek mezi protony, než se tetrakvark objevil v tak velké míře, aby bylo možno jeho existenci potvrdit bez větší míry pochybnosti.

Rozdíl mezi neutronovou a kvarkovou hvězdou

Objevily se již také astrofyzikální úvahy, že objev tetrakvarku otevírá teoretickou možnost existence kvarkových hvězd. Ty by totiž díky existenci vícekvarkových hadronů mohly vzniknout z některých neutronových hvězd (pulsarů).

Zdroje: Phys.Org 1, Phys.Org 2, Popular Science, ScienceDaily, Universe Today, IO9, arXiv (PDF), CERN

autor: Pavel Vachtl
Spustit audio

Více z pořadu

E-shop Českého rozhlasu

Víte, kde spočívá náš společný ukrytý poklad? Blíž, než si myslíte!

Jan Rosák, moderátor

slovo_nad_zlato.jpg

Slovo nad zlato

Koupit

Víte, jaký vztah mají politici a policisté? Kde se vzalo slovo Vánoce? Za jaké slovo vděčí Turci husitům? Že se mladým paním původně zapalovalo něco úplně jiného než lýtka? Že segedínský guláš nemá se Segedínem nic společného a že známe na den přesně vznik slova dálnice? Takových objevů je plná knížka Slovo nad zlato. Tvoří ji výběr z rozhovorů moderátora Jana Rosáka s dřívějším ředitelem Ústavu pro jazyk český docentem Karlem Olivou, které vysílal Český rozhlas Dvojka.