مبنایی استوار برای مدل کورارک سنگین

مدل قدیمی کوارک آزاد در توصیف هادرون‌های حاوی کوارک b خوب عمل نمی‌کند. بنابراین دانشمندان مدل گسترش کوارک سنگین را مطرح کرده‌اند که برهمکنش میان کوارک‌ها را در بر می گیرد. محققان LHCb با اندازه‌گیری طول‌عمر هادرون Lb و مزون پاد B، همخوانی آن‌ها را با پیش‌بینی این مدل جدید نشان داده‌اند.

برای درک چندین گیگابایت داده‌ای که از برخورددهنده بزرگ هادرونی بیرون می‌آید، فیزیکدانان نیاز به مدل‌های نظری دارند تا نشان دهند که کوارک‌ها و گلئون‌ها چگونه ذرات بزرگتر یعنی هادرون‌ها را شکل می‌دهند. برای هادرون‌های حاوی کوارک نسبتا سنگین Λb رهیافت اولیه – مدل کوارک آزاد – خوب کار نمی‌‌کند، بنابراین پژوهشگران مدل «گسترش کوارک سنگین» را ساختند که برهمکنش میان کوارک‌ها را به حساب می‌آورد. در مقاله‌ای از فیزیکال ریویو لترز، مشارکت LHCb داده برخورد پرانرژی را گزارش می‌کند که حمایت قوی از نظریه گسترش کوارک سنگین است – روشی که تبدیل به بهترین رویکرد برای محاسبات مهم شده است.

یکی از آزمون‌های این نظریه، نگاه به طول‌عمر دو موجود کاملا متفاوت است: هادرون Lb (حاوی کوارک بالا،پایین و ته) و مزون پاد B (حاوی یک پادکوارک پایین و یک کوارک ته). بر اساس گسترش کوارک سنگین، طول عمر دو ذره باید مغلوب کوارک b باشد. بنابراین با اختلاف چنددرصدی با هم برابر هستند. هرچند، داده جد LHC یعنی LEP نشان داد که Lb با فاصله زیاد طول‌عمر کوتاه‌تری نسبت به مزون B دارد.

اکنون داده‌های بهتری توسط پژوهشگران LHCb منتشر شده که واپاشی‌های Lb و پاد B را در برخوردهای پروتون-پروتون ۷ تراالکترون‌ولتی مطالعه کرده‌اند. آن‌ها نسبت طول‌عمرها را ۰.۹۷۶ به دست آورده‌اند که با پیش‌بینی گسترش کوارک سنگین همخوانی دارد. به علاوه، پیش‌بینی بدون اصلاح مدل به دست آمده که از این نحوه نگرش به کوارک‌ها در هادرون‌ها پشتیبانی می‌کند.

منبع : psi.com