Όλα γύρω μας έχουν μάζα, αλλά η προέλευσή της εξακολουθεί να είναι μία από τις μεγαλύτερες αναπάντητες ερωτήσεις της φυσικής. Σύμφωνα με τις σύγχρονες θεωρίες, η μάζα δεν προέρχεται απλώς από την ύλη αυτή καθαυτή. Αντ' αυτού, συνδέεται με τη φύση του κενού, το οποίο δεν είναι κενός χώρος, αλλά ένα δυναμικό περιβάλλον με πολύπλοκη δομή.
Αποδεικτικά στοιχεία για μια σπάνια και εξωτική κατάσταση σωματιδίων
Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση περιλαμβάνει τα μεσόνια, τα οποία είναι σωματίδια που αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντι-κουάρκ, δεσμευμένα μαζί με έναν ατομικό πυρήνα. Αυτός ο συνδυασμός είναι γνωστός ως μεσονικός πυρήνας. Εξετάζοντας αυτά τα συστήματα, οι ερευνητές μπορούν να διερευνήσουν τη δομή του κενού και τους μηχανισμούς που δίνουν στα σωματίδια τη μάζα τους.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών ανέφερε ενδείξεις μιας προηγουμένως αθέατης αλλά θεωρητικά προβλεπόμενης κατάστασης που ονομάζεται η′-μεσονικός πυρήνας. Τα ευρήματά τους, τα οποία θα δημοσιευτούν στο Physical Review Letters, υποδηλώνουν την πιθανή ύπαρξη αυτού του ασυνήθιστου δεσμευμένου συστήματος.
"Ένα σωματίδιο ιδιαίτερου ενδιαφέροντος είναι το η′ μεσόνιο," λέει ο ανώτερος συγγραφέας Kenta Itahashi. "Είναι ασυνήθιστα βαρύ σε σύγκριση με συγγενικά σωματίδια, και οι φυσικοί αναμένουν ότι η μάζα του αλλάζει όταν υπάρχει μέσα σε πυρηνική ύλη. Η παρατήρηση αυτού του φαινομένου θα παρείχε πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το πώς παράγονται οι μάζες των σωματιδίων στο σύμπαν."
Πείραμα υψηλής ακρίβειας μέσα σε επιταχυντή σωματιδίων
Για να αναζητήσει η′-μεσονικούς πυρήνες, η ομάδα πραγματοποίησε ένα πείραμα υψηλής ακρίβειας στο GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung στη Γερμανία. Οι ερευνητές κατεύθυναν μια δέσμη πρωτονίων υψηλής ενέργειας σε έναν στόχο άνθρακα. Αυτή η διαδικασία διέγειρε τους πυρήνες άνθρακα και παρήγαγε η′ μεσόνια, τα οποία σε ορισμένες περιπτώσεις δεσμεύτηκαν στον πυρήνα.
Τι αποκαλύπτουν τα αποτελέσματα για τη μάζα
Το φάσμα διέγερσης του πυρήνα άνθρακα που μετρήθηκε στο πείραμα δείχνει μοτίβα που συνάδουν με τον σχηματισμό η′-μεσονικών πυρήνων. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν επίσης ότι η μάζα του η′ μεσονίου μπορεί να μειώνεται όταν βρίσκεται μέσα σε πυρηνική ύλη. Αυτό το εύρημα υποστηρίζει θεωρητικές προβλέψεις και προσφέρει σπάνια πειραματική γνώση σχετικά με το πώς οι ιδιότητες των σωματιδίων μπορούν να αλλάξουν υπό ακραίες συνθήκες.
"Οι μετρήσεις μας παρέχουν σημαντικά νέα στοιχεία σχετικά με το πώς συμπεριφέρονται τα μεσόνια στην πυρηνική ύλη," λέει ο Itahashi. "Αυτό μας φέρνει πιο κοντά στην απάντηση σε βαθιές, θεμελιώδεις ερωτήσεις σχετικά με το πώς η ύλη αποκτά μάζα, καθώς και το πώς αλλάζει η δομή του κενού μέσα στους ατομικούς πυρήνες."
Πηγή: ScienceDaily