Ученые впервые обнаружили неуловимый тип вещества, содержащего недолговечные «виртуальные частицы», что может стать серьезным прорывом в нашем понимании ранней вселенной.
Считается, что новая форма странной материи является окном в происхождение массы после Большого взрыва.
В новом исследовании международная команда исследователей продемонстрировала существование экзотического ядра, содержащего два протона и мимолетную частицу, известную как каон.
Каон — это тип мезона, который представляет собой группу короткоживущих частиц, которые опосредуют силы между протонами и нейтронами, согласно кластеру RIKEN для пионерских исследований (CPR). Каоны состоят из пары кварк-анти-кварк.
Прошло много десятилетий с тех пор, как японский физик Хидеки Юкава впервые предложил существование мезонов, но их мимолетный характер затруднил точное определение каонов (или K мезонов).
Будучи такими недолговечными, каоны по сути являются «виртуальными частицами», которые быстро появляются и исчезают.
Чтобы заглушить эти частицы, исследователи из международного J-PARC E15 Collaboration попытались обнаружить их в ядре вместе с нейтронами и протонами, где они могут стать связанной частицей.
По словам учёных, этот прорыв может помочь объяснить, как возникла масса после рождения Вселенной, а также улучшить понимание квантовых явлений. Эксперимент доказал, что мезоны могут существовать в ядерном веществе в виде реальной частицы. Группа исследователей намерена продолжить эксперименты с более тяжёлыми ядрами, чтобы лучше изучить поведение каонов.
Команда использовала мишень из гелия-3, содержащую два протона и один нейтрон, и уменьшала энергию каона, выбивая нейтрон. Используя отдачу от выброса нейтрона, они смогли заменить его каоном, который затем плотно связался с ядром. Полученное ядро, по словам команды, содержало два протона и один каон,
«Что важно в этом исследовании, так это то, что мы показали, что мезоны могут существовать в ядерной материи как настоящая частица — как сахар, который не растворяется в воде», — говорит Масахико Ивасаки, руководитель группы. «Это открывает совершенно новый способ взглянуть и понять ядра. Понимание таких экзотических ядер даст нам представление о происхождении массы ядер, а также о том, как материя образуется в ядре нейтронных звезд.Мы намерены продолжить эксперименты с более тяжелыми ядрами, чтобы углубить наше понимание связывающего поведения каонов» — говорит ученый..
