Undersøgelsen af en mærkelig subatomar partikel har muligvis ført fysikerne til noget endnu mere mærkeligt: en mystisk og eksotisk ny form for masse. Det skriver Wired Science.
Den bemærkelsesværdige opdagelse skete mere ellere mindre samtidigt af to hold fysikere ved henholdsvis Belle eksperimentet ved den japanske High Energy Accelerator Research Organization (KEK) og Kinas BESIII, der udføres af Institute of High Energy Physics (IHEP).
Begge hold undersøgte en partikel kaldet Y(4260), som blev opdaget i 2005, men hvis egenskaber har mystificeret forskere lige siden. Ved at støde elektroner sammen med deres antipartikler, positroner, producerer eksperimentet store mængder af Y(4260)-partiklen, der blot eksisterer i 10-23 sekunder, før den henfalder til andre partikler. Begge hold opdagede, at deres data havde en besynderlig top omkring 3,9 gigaelektronvolt (GeV) – en energi der svarer til omkring fire gange protonens vægt.
»Inspireret af opdagelsen besluttede vi os for at undersøge Y(4260) henfaldet yderligere,« siger partikelfysiker Zhiqing Liu fra Belle eksperimentet i Japan.
Begge hold havde nok data til at drage konklusionen, at de havde fundet noget nyt: en formodet partikel kaldet Z(3900). Men forskerne ved stadig ikke helt, hvad den nye partikel præcist er. En mulighed går på, at Z(3900) repræsenterer en eksotisk subatomar struktur udgjort af fire kvarker, hvilket vil gøre partiklen til noget, der ikke er set før.
Eksperimenterne har nu produceret mere end 460 af de besynderlige Z(3900) partikler, hvilket antyder, at det er et reelt fænomen og ikke bare en statistisk tilfældighed i dataen. Den nye eksotiske partikel synes at have en elektrisk ladning og forskerne mener, at den er sammensat af en charm kvark, en anti-charm kvark samt to kvarker yderligere, der formodes at være en up kvark og en anti-down kvark.
En anden mulighed er dog, at Z(3900) partiklen slet ikke er én partikel, men derimod to partikler med et kvark-par hver, som er så stærkt tiltrukket af hinanden, at de ligner en enkelt partikel. Sådanne partikler kaldes Hadron molekyler – et andet sært objekt, som fysikere spekulerer eksisterer, men aldrig har observeret.
Det næste eksperiment er nu at producere så mange Z(3900) partikler som muligt og iagttage, hvordan de henfalder. Hvis partiklen henfalder som ordinære, kendte partikler, kan de eksotiske fortolkninger afvises, men hvis ikke, så har de japanske og kinesiske forskere fundet noget meget interessant.
Forskningsresultaterne fra begge eksperimenter er netop publiceret i tidsskriftet Physical Review Letters.
LÆS OGSÅ på Videnskab.dk:
Efter Higgs: Jagten på ny fysik
Video: Sådan blev Higgs-partiklen fundet
Fysikkens gåder løses med virtuelle eksperimenter
