اكتشاف جسيمات دون ذرية جديدة بفضل علماء الفيزياء الكنديين

في 19 نوفمبر 2014، اكتشفت تجربة الجمال في مصادم الهادرونات الكبير (LHCb) التي أجرتها المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) جسيمين دون ذريين جديدين. تم التنبؤ بالجسيمات في الأصل من قبل الفيزيائي راندي لويس من جامعة يورك، وريتشارد ولوشين من TRIUMF، وهو مختبر لفيزياء الجسيمات مقره في فانكوفر. ستيفن بلاسك من جامعة سيراكيوز، نيويورك قال لـ CBC"كان لدينا سبب وجيه للاعتقاد بأن تلك الجسيمات ستكون هناك".

الجسيمات المكتشفة حديثا، والمسمى Xi_b'- و Xi_b*- هما نوعان جديدان من الباريونات. الباريونات هي جسيمات تتكون من ثلاثة جسيمات دون ذرية عنصرية تسمى الكواركات. وهذه الجسيمات هي من نفس نوع البروتونات والنيوترونات، التي تشكل نواة الذرة. الجسيمات الجديدة أكبر بحوالي ستة أضعاف من البروتون. وتحتوي أيضًا على كوارك b، وهو أثقل من تلك الموجودة في البروتون، مما يسبب زيادة في حجمه. الكواركان الآخران الموجودان في الباريونات الجديدة هما كوارك واحد؛ تلك الموجودة في النيوترونات والبروتونات، وكوارك واحد متوسط ​​الوزن لم يتم التعرف عليه بعد.

تنبأ لويس ولوشين بكتلة وتكوين الجسيمات الجديدة باستخدام حسابات حاسوبية تعتمد على نظرية الديناميكا اللونية الكمومية. تصف هذه النظرية الجسيمات الأساسية للمادة، وكيفية تفاعل الجسيمات، والقوى بينها. تصف الحسابات المستخدمة القواعد الرياضية لكيفية تصرف الكواركات.