دانشمندان راه‌های تازه‌ پیوند کوارک‌ها - کوچکترین ذرات شناخته شده برای انسان - را کشف کرده‌اند.

این ساختمان‌های مرکب از کوارک‌ها فقط برای ده به توان منهای ۲۳ ثانیه دوام می‌آورند اما ممکن است نحوه شکل‌گیری جهان ما را توضیح دهند.

اتم‌ها حاوی ذرات کوچکتری به نام نوترون و پروتون هستند که هر کدام از سه کوارک تشکیل شده است.

مواد «عجیب» کشف شده در سال‌های اخیر از چهار کوارک (تتراکوارک) یا پنج کوارک (پنتاکوارک) تشکیل شده‌اند.

دانشمندان در آزمایشگاه «کوبنده بزرگ هادرون» در سوئیس یک پنتاکوارک و دو تتراکوارک تازه را کشف کردند. این شمار کشف شده در آنجا را به ۲۱ می‌رساند. هر یک از آنها منحصر به فرد هستند، اما پژوهشگران نسبت به کیفیت سه یافته تازه هیجان زده‌اند.

پنتاکوارک تازه با واپاشی به ذراتی تجزیه می‌شود که منحصر به فرد هستند، درحالی که دو تتراکوارک تازه دارای یک جرم هستند.

حتی شاید مهم‌تر این باشد که یافته‌های تازه یعنی اکنون ذرات کافی از این نوع برای شروع ترکیب آنها با هم وجود دارد، مثل عناصر جدول تناوبی. این یک گام اول اساسی به سوی ایجاد یک نظریه و مجموعه‌ای از مقررات حاکم بر جرم‌های عجیب است.

در پرتو کشفیات تازه، فیزیکدان‌ها روز سه‌شنبه در سمیناری در سرن سوئیس (سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای) که حاوی کوبند ذرات هادرون است درباره این موضوع بحث کردند.

درک تفاوت‌های ظریف میان کوچکترین چیزهایی که تاکنون شناخته‌ایم ممکن است اسرارآمیز به نظر برسد، اما برهم کنش کوارک‌ها باعث ایجاد «نیروی هسته‌ای قوی" می‌شود که انسجام هسته اتم‌ها و به تعمیم آن دنیای ما را حفظ می‌کند.

پروفسور کریس پارکس از دانشگاه منچستر می‌گوید: «محاسبه نیروی قوی کار خیلی سختی است، و ما پیش‌بینی قاطعانه‌ای از نحوه ساخته شدن پنتاکوارک و تتراکوارک‌ها نداریم. اما امیدواریم که با کسب اطلاعات بیشتر درباره آنها بتوانیم نظریه‌هایی تهیه کنیم که به ما امکان می‌دهد آنها را بهتر درک کنیم.»

کوارک چیست

دموکریتوس فیلسوف یونانی در قرن پنجم پیش از میلاد این ایده را مطرح کرد که جهان از ذرات نامرئی که آنها را اتم نامید تشکیل شده است.

تا پایان قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ آزمایش‌های تجربی نشان داد که اتم‌ها از ذرات ریزتر یعنی الکترون، نوترون و پروتون تشکیل شده‌اند.

و در دهه ۱۹۶۰ روشن شد که نوترون‌ها و پروتون‌ها خود از ذرات حتی ریزتری به نام کوارک ساخته شده‌اند و برهم کنش کوارک‌ها به یکی از نیروهای بنیادی طبیعت به نام «نیروی قوی" مرتبط است.

این نیرو نه فقط ذرات را در هسته اتم به هم می‌چسباند، بلکه در برهم کنش سایر ذرات زیراتمی سازنده کیهان هم نقش مهمی دارد.

کوبنده بزرگ هادرون تحت نوسازی‌های عمده قرار گرفته و محققان آن معتقدند که ذرات خیلی عجیب دیگری را کشف خواهند کرد، که برخی از آنها ممکن است از پیوند شش کوارک ساخته شده باشند.

برخی از این ساختمان‌ها ممکن است کمتر فرار باشند - مثلا برای یک میلیاردم ثانیه دوام آورند. این کوتاه است اما با توجه به سرعت تقریبا نزدیک به سرعت نور این ذرات، ردی به طول چند میلیمتر از خود به جا می‌گذارند، که رد پای ارزشمندی برای محققان خواهد بود.

دانشمندان راه‌های تازه‌ پیوند کوارک‌ها - کوچکترین ذرات شناخته شده برای انسان - را کشف کرده‌اند.

این ساختمان‌های مرکب از کوارک‌ها فقط برای ده به توان منهای ۲۳ ثانیه دوام می‌آورند اما ممکن است نحوه شکل‌گیری جهان ما را توضیح دهند.

اتم‌ها حاوی ذرات کوچکتری به نام نوترون و پروتون هستند که هر کدام از سه کوارک تشکیل شده است.

مواد «عجیب» کشف شده در سال‌های اخیر از چهار کوارک (تتراکوارک) یا پنج کوارک (پنتاکوارک) تشکیل شده‌اند.

دانشمندان در آزمایشگاه «کوبنده بزرگ هادرون» در سوئیس یک پنتاکوارک و دو تتراکوارک تازه را کشف کردند. این شمار کشف شده در آنجا را به ۲۱ می‌رساند. هر یک از آنها منحصر به فرد هستند، اما پژوهشگران نسبت به کیفیت سه یافته تازه هیجان زده‌اند.

پنتاکوارک تازه با واپاشی به ذراتی تجزیه می‌شود که منحصر به فرد هستند، درحالی که دو تتراکوارک تازه دارای یک جرم هستند.

حتی شاید مهم‌تر این باشد که یافته‌های تازه یعنی اکنون ذرات کافی از این نوع برای شروع ترکیب آنها با هم وجود دارد، مثل عناصر جدول تناوبی. این یک گام اول اساسی به سوی ایجاد یک نظریه و مجموعه‌ای از مقررات حاکم بر جرم‌های عجیب است.

در پرتو کشفیات تازه، فیزیکدان‌ها روز سه‌شنبه در سمیناری در سرن سوئیس (سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای) که حاوی کوبند ذرات هادرون است درباره این موضوع بحث کردند.

درک تفاوت‌های ظریف میان کوچکترین چیزهایی که تاکنون شناخته‌ایم ممکن است اسرارآمیز به نظر برسد، اما برهم کنش کوارک‌ها باعث ایجاد «نیروی هسته‌ای قوی" می‌شود که انسجام هسته اتم‌ها و به تعمیم آن دنیای ما را حفظ می‌کند.

پروفسور کریس پارکس از دانشگاه منچستر می‌گوید: «محاسبه نیروی قوی کار خیلی سختی است، و ما پیش‌بینی قاطعانه‌ای از نحوه ساخته شدن پنتاکوارک و تتراکوارک‌ها نداریم. اما امیدواریم که با کسب اطلاعات بیشتر درباره آنها بتوانیم نظریه‌هایی تهیه کنیم که به ما امکان می‌دهد آنها را بهتر درک کنیم.»

کوارک چیست

دموکریتوس فیلسوف یونانی در قرن پنجم پیش از میلاد این ایده را مطرح کرد که جهان از ذرات نامرئی که آنها را اتم نامید تشکیل شده است.

تا پایان قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ آزمایش‌های تجربی نشان داد که اتم‌ها از ذرات ریزتر یعنی الکترون، نوترون و پروتون تشکیل شده‌اند.

و در دهه ۱۹۶۰ روشن شد که نوترون‌ها و پروتون‌ها خود از ذرات حتی ریزتری به نام کوارک ساخته شده‌اند و برهم کنش کوارک‌ها به یکی از نیروهای بنیادی طبیعت به نام «نیروی قوی" مرتبط است.

این نیرو نه فقط ذرات را در هسته اتم به هم می‌چسباند، بلکه در برهم کنش سایر ذرات زیراتمی سازنده کیهان هم نقش مهمی دارد.

کوبنده بزرگ هادرون تحت نوسازی‌های عمده قرار گرفته و محققان آن معتقدند که ذرات خیلی عجیب دیگری را کشف خواهند کرد، که برخی از آنها ممکن است از پیوند شش کوارک ساخته شده باشند.

برخی از این ساختمان‌ها ممکن است کمتر فرار باشند - مثلا برای یک میلیاردم ثانیه دوام آورند. این کوتاه است اما با توجه به سرعت تقریبا نزدیک به سرعت نور این ذرات، ردی به طول چند میلیمتر از خود به جا می‌گذارند، که رد پای ارزشمندی برای محققان خواهد بود.