A szakértők pár napja egy konferencián számoltak be a CERN Nagy Hadronütköztetőjében (LHCb) végzett kísérletek legújabb eredményeiről, többek közt egy kétszeresen bájos tetrakvark felfedezéséről, amely a leghosszabb életű egzotikus részecske, amelyet eddig felfedeztek.
A kvarkok minden anyag alapvető építőkövei, olyan szubatomi részecskék, amelyek a hadronokat, köztük a protonokat és a neutronokat építik fel. A protonok és a neutronok egyaránt három-három kvarkból állnak, de a szakértők most felfedeztek egy olyan hadront, amely négy kvarkból épül fel.
Az első tetrakvarkot 2003-ban fedezték fel, a legújabb változat különlegessége, hogy két nehéz kvarkból és két könnyű antikvarkból áll össze. A hasonló egzotikus részecskék mesterséges körülmények között elsősorban részecskegyorsítókban kreálhatók, azonban észlelésük így is gyakran problematikus, mivel amilyen gyorsan összeállnak, olyan gyorsan le is bomlanak. Az új tetrakvark azonban kivételesen hosszú életűnek bizonyult. Bár emberi léptékkel így is nagyon rövid ideig létezik, élettartama a másodperc egy trillionod (10-18) része, így is a leghosszabb életű egzotikus részecske, amelyet ismerünk.
A kvarkoknak hat különböző típusa létezik, amelyek tömegben és töltésben is eltérnek egymástól: fel, le, bájos, furcsa, felső és alsó. Az új tetrakvark az első ismert egzotikus hadron, amely két bájos kvarkból áll, két nem bájos antikvark mellett. Ahogy a szakértők mondják, a kvarkok úgy képzelhetők el, mint a különböző legóelemek, és ezt a kombinációt eddig még sosem sikerült megfigyelni. És alapvetően nem is az összeállítás újdonsága a legizgalmasabb, hanem a kvarkok kombinálódásának módja, amely egészen újszerű.
A kétszeresen bájos tetrakvarkot sok más egzotikus részecskéhez hasonlóan úgy fedezték fel, hogy részecskéket ütköztettek egymással, majd megfigyelték, hogy ezen interakciók nyomán milyen nem várt részecskék bukkannak fel. Így találtak rá 2012-ben a Higgs-bozonra, és arra az összesen 62 hadronra is, amelyeket eddig az LHC-ben azonosítottak.
A teljes kutatási irányvonal célja annak megértése, hogyan kerülhetnek interakciókba egymással a szubatomi részecskék, ehhez pedig egészen extrém helyzetek kell kreálni. A kétszeresen bájos tetrakvarkról például kiderült, hogy azért bomlik relatíve lassan, mert csak egy kicsit nehezebb azoknál a részecskéknél, amelyekre szétesik. Az LHCb korábbi kísérleti eredményei alapján egy hasonló a tetrakvarknak a létezését már 2017-ben megjósolták: utóbbi két alsó kvarkot tartalmaz, amelyek egy kicsit még a bájos kvarkoknál is nehezebbek, és ez az előrejelzések szerint akár teljesen stabil is lehet, vagyis nem bomlik le. A kétszeresen bájos tetrakvark létezésének igazolása fontos lépés abba az irányba, hogy ezen stabil tetrakvark létét is megerősítsék.
