Pentakuark (pentaquark)

Pentakuark, birbirlerine bağlı durumdaki dört kuark ile bir antikuarktan oluşan atomaltı partiküldür. Kuarkların +1/3, antikuarkların ise -1/3 baryon sayısına sahip olmalarından dolayı pentakuarkların toplam baryon sayısı 1'dir ve bu da pentakuarkların baryon olarak tanımlanmasını sağlar. Normal baryonların aksine üç değil de beş kuark bulundurmasından ötürü bu partikül egzotik baryon olarak sınıflandırılmaktadır.

·        1964: Beş kuarklı parçacıkların var olabileceğine dair ilk iddialar, kuark modelini oluşturan Murray Gell-Mann tarafından ortaya atıldı.

·        1987: Pentakuark adı ilk olarak Claude Gignoux et al. ile Harry J. Lipkin tarafından kullanıldı.

·        2003: Pentakuarkların fiziksel olarak keşfedildiğine dair ilk iddia, Japonya'da sürdürülen LEPS deneyi sırasında ileri sürüldü. Sonrasında keşfe dair ortaya atılan diğer iddialar, verilerin ve istatistiksel analizlerin yetersiz oluşu sebebiyle kabul görmedi.

·        13 Temmuz 2015: Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) yürütülen LHCb deneyi sırasında, alt lambda baryonlarının (Λ⁰_b) bozunumu sonrasında kararlı pentakuark durumlarının keşfedildiği açıklandı. 

Pentakuarklar ayrıca, fizik laboratuvarlarının yanı sıra, süpernovalarda nötron yıldızı oluşumu esnasında doğal olarak da üretilebilmektedir.

2003 yılında, pentakuark adı verilen beşli-kuark kombinasyonuna ilişkin deneysel kanıtlar bulundu. Pentakuarkın güçlü kanıtları, Virginia’daki Newport News’te bulunan Jefferson Lab’da 2003’te yapılan deneylerden geldi. Deneylerde, bir döteryum hedefe multi-GeV fotonlar gönderiliyordu. Kanıtlar, 1.54 GeV’lik bir kütlede 22 MeV gibi dar bir genişlikle, bir beşli-kuark baryon durumunu gösteriyordu.

Tetra-artı olarak adlandırılan yeni parçacığın bileşimi iki yukarı (u) kuark, iki aşağı (d) kuark ve bir anti-acayip kuark şeklindeydi. +2/3(u), -1/3 (d) ve 1/3 (anti-acayip) şeklindeki kuark yüklerinin toplamı +1’lik bir net yük veriyordu. Parçacığın ömrü yaklaşık 10-20 saniyeydi.

Partikülün bozunumu, bir nötron ile bir K+ mezonu üreten bir güçlü etkileşim bozunumu olarak sınıflandırıldı (Şekil).

Diğer kararsız partiküller gibi, tetrakuarklar ve pentakuarlkar da partikül hızlandırıcısında yapılan çarpışmalarda üretilebilir; ancak yıllarca yapılan partikül çarpıştırma testleri sonunda bir tetraquark veya pentaquark'ın üretildiğine dair net bir kanıt görülememiştir.

uudd ͞s pentaquarkın K⁺ n ve dikuark-trikuark konfigürayonu

 Bir beşli-kuark baryonu oluşumu ve bu partikülün nötron ve K⁺ mezonuna bozunumunu gösteren şematik anlatım

8 Aralık 2019

GERİ (partikül fiziği)

GERİ (bileşik partiküller)

GERİ (hadronlar)