Pentaquark

Un pentaquark és una partícula subatòmica hipotètica composta per un grup de cinc, quatre quarks i un antiquark lligats junts, per lo que és rara respecte als tres quarks normals dels bariones i als dos dels posades.

Més precisament, un pentaquark està compost per quatre quarks en parelles cridades diquark i d'un antiquark. Cada quark tenen un número de barión de +1⁄3, i els antiquarks de −1⁄3. Per açò té un número bariónico pròxim a 1 = (4 × 1/3 - 1/3) representat per Θ. En resum, el pentaquark tindria un número bariónico total d'1, i aixina seria un barión

Més encara, perque té cinc quarks en lloc dels habituals tres trobats en bariones regulars (també coneguts 'triquarks'), és classificat com un barión exòtic, nova classificació destinada a contindre als pentaquarks i a atres possibles partícules. El nom pentaquark va ser falcat per Harry J. Lipkin en 1987, a pesar de que la possibilitat de partícules de cinc quarks va ser postulada tan primerenc com en 1964 quàn Murray Gell-Mann va postular per primera volta l'existència de quarks. A pesar de que va ser pronosticat per décades, els pentaquarks han provat ser sorprenentment difícils de descobrir i alguns físics escomençaven per a sospitar que una llei desconeguda de la naturalea impedia la seua producció.

Fòra dels laboratoris de física de partícules, els pentaquarks també podrien ser produïts naturalment per supernovas com a part del procés de formar una estrela de neutrons. L'estudi dels pentaquarks podria oferir idees de cóm es formen estes estreles, aixina com permetre als científics un millor estudi de la força forta i de les interaccions de partícules.

Context

Artícul principal → Quark.

Un quark és un tipo de partícula elemental que té massa, càrrega elèctrica i càrrega de color, aixina com una propietat adicional anomenada sabor, el qual descriu quin tipo de quark és (dalt, avall, estrany, encant, cim o fondo). Per un efecte conegut com confinament de color, els quarks mai són vists en sí mateixos. En canvi, formen partícules compostes conegudes com hadrones de modo que les seues càrregues de color s'anulen mútuament. Els hadrones conformats per un quark i un antiquark són coneguts com mesonés, mentres que aquells composts de tres quarks són coneguts com barionés. Estos hadrones "regulars" estan ben documentats i caracterisats, aixina i tot, res hi ha en teoria que impedixca als quarks formar un hadron exòtic, com els tetraquarks en dos quarks i dos antiquarks o els pentaquarks en quatre quarks i un antiquark.

Estructura

Un esquema del tipo de pentaquark PPlantilla:La seua possiblement descobert en juliol de 2015, que mostra els sabors de cada quark i la configuració de color possible.

Una àmplia varietat de pentaquarks és possible, en diferents combinacions de quarks que produïxen diferents partícules . Per a identificar qué quarks componen un pentaquark donat, els físics utilisen la notació qqqqPlantilla:Overline, a on q i Plantilla:Overline respectivament es referixen a qualsevol dels sis sabors possibles de quarks i antiquarks. Els símbols o, d, s, c, b, i t representen els quarks dalt, avall, estrany, encant, fondo i cim respectivament, mentres els símbols de Plantilla:Overline, Plantilla:Overline, Plantilla:Overline, Plantilla:Overline, Plantilla:Overline i Plantilla:Overline corresponen als respectius antiquarks. Per a eixemple un pentaquark fet de dos quarks dalt, un avall, un encant, i un antiquark encant seria denotat uudcPlantilla:Overline.

Els quarks estan lligats junts per la força forta, la qual actua de tal manera que cancela les càrregues de color dins de la partícula. En una posada, açò significa un quark és associat en un antiquark en una càrrega de color oposta – blau i antiazul, per eixemple– mentres que en un barión, els tres quarks tenen entre tots ells tres càrregues de color – roja, blau i vert. En un pentaquark, els colors també necessiten cancelar-se recíprocamente i l'única combinació factible és tindre un quark en un color (p. eix. roig), un quark en un segon color (p. eix. vert), dos quarks en el tercer color (p. eix. blau), i un antiquark per a contrarrestar el color d'excedent (p. eix. antiazul).

El mecanisme de vinculació intern dels pentaquarks no està clar encara. Poden constar de cinc quarks estretament lligats junts, pero és també possible que estiguen lligats més lliurement i que consistixquen d'un barión de tres quarks i una posada de dos interactuant de forma relativament dèbil entre sí, via intercanvi de piones (la mateixa força que vincula als núcleus atòmics) en una "molècula posada-barión".