Kuuden kvarkin "tupla-baryoni" on teoriassa mahdollinen

Aineen perusosaset eli protonit ja neutronit rakentuvat kolmesta tiukkaan pakkautuneesta kvarkista. Uudella simulaatiolla on todettu, että yhdessä hiukkasessa voi olla jopa kuusi kvarkkia.

Tutkimus tehtiin kvanttiväridynamiikkaan perustavalla simulaatiolla, jota pyöritettiin maailman tehokkaimpiin lukeutuvassa K-supertietokoneessa. Asialla olivat japanilaisen RIKEN-tutkimuskeskuksen ja useiden yliopistojen tutkijat.

Kyseessä ei siis ole varsinainen löytö, koska kuudesta kvarkista muodostuvaa "dibaryonia" ei ole havaittu. Sellaisia saattaa kuitenkin esiintyä äärimmäisissä olosuhteissa kuten neutronitähtien sisuksissa tai saattoi esiintyä hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa pian alkuräjähdyksen jälkeen.

Periaatteessa yksi dibaryoni tunnetaan jo entuudestaan: deuteroni eli deuteriumin, raskaan vedyn ydin, joka rakentuu kahdesta baryonista, protonista ja neutronista. Siltä pohjalta tutkijat ovat pohtineet, voisiko vastaavanlaisia tuplahiukkasia olla muitakin.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Supertietokoneella tehdyn simulaation perusteella teoriassa on mahdollista, että kaksi Omega-baryonia, kolmen outokvarkin muodostamaa hiukkasta, voi klikkiytyä äärioudoksi dibaryoniksi. Samalla saatiin viitteitä siitä, miten se olisi kenties mahdollista havaita hyvin suurella energialla tapahtuvissa hiukkastörmäyksissä.

"Olimme hyvin onnekkaita päästessämme tekemään laskelmat K-tietokoneella. Sen avulla pystyttiin laskemaan nopeasti valtaisa määrä muuttujia. Silti meiltä vei lähes kolme vuotta saada valmiiksi di-Omegaa koskevat tuloksemme", toteaa Shinya Gongyo RIKEN-tutkimuskeskuksesta.

"Tutkimus auttaa meitä ymmärtämään outojen baryonien eli hyperonien välisiä vuorovaikutuksia ja tavallisen aineen muuttumista äärimmäisissä olosuhteissa kuten neutronitähdissä niin kutsutuksi hyperoniaineeksi, joka rakentuu protoneista, neutroneista ja outokvarkeista muodostuneista hyperoneista, ja edelleen ylös-, alas- ja outokvarkeista rakentuvaksi kvarkkiaineeksi", pohtii Tetsuo Hatsuda niin ikään RIKEN-keskuksesta.

Tutkimuksesta kerrottiin RIKEN-tutkimuskeskuksen uutissivuilla ja se on julkaistu Physical Review Letters -tiedelehdessä.

Kuva: Keiko Murano



Juttuja samasta aiheesta