今週、スイスのCERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の研究者は、ペンタクォークと呼ばれる新しいタイプの粒子の証拠を発表しました。
クォークは小さな粒子であり、互いに結合して、使い慣れたさまざまな種類の大きな粒子を形成します。 たとえば、3つのクォークがプロトンを生成します。 そして、5つのクォークが結合するとき、それはペンタクォークと呼ばれます。 これはそれほどエキサイティングではないかもしれませんが、物理学者にとってはそうです。
「ペンタクォークは単なる新しい粒子ではありません」とLHC実験の物理学者兼スポークスマンであるGuy Wilkinson氏は声明で述べています。 「その特性を研究することで、私たち全員が作っている通常の物質、陽子、中性子がどのように構成されているかをよりよく理解できるかもしれません。」
クォークには、アップ、ダウン、トップ、ボトム、ストレンジ、チャームの6つの「フレーバー」があります。 反クォークにも同じ6つのフレーバーがあります。 ペンタクォークは、2つのアップクォーク、1つのダウンクォーク、チャームクォーク、および反チャームクォークで構成されているようです。
この発見は、50年の科学者がもっとエキゾチックな粒子が存在するのではないかと疑っていることを裏付けています。
1964年、物理学者のマレーゲルマンは、陽子と中性子を含むバリオンとして知られる粒子のグループが、実際にはクォークとして知られる3つのより小さな荷電原子粒子で構成されることを提案しました。 一方、理論は進み、中間子と呼ばれる別の粒子群はクォークと反物質パートナーである反クォークで構成されていました。
ゲルマンの理論は、さらに複雑なクォーク構造がより大きな粒子を形成する可能性があることを暗示していた、とGhoseは説明する。 クォークのトリオがプロトンを作る場合、5、6、または7クォークは何を形成できますか？ ペンタクォークの証拠に関する以前のヒントがありましたが、決定的なものはありませんでした。
LHCの研究者たちは、バリオン（3つのクォークからなる別の粒子）がどのように分解するかを研究していましたが、粒子崩壊中にクォークは中間構造を形成していました。 彼らが受け取った信号パターンに基づいて、これらの中間構造はペンタクォークでなければなりませんでした、と研究者はジャーナルPhysical Review Lettersに報告しています。
これまでのところ、物理学者はLHCデータでこの1種類のペンタクォークしか観察していませんが、他にも多くの種類がある可能性があります。
