Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Moderator: Astro

Reageer
Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 4.096

Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Het LHCb team, een van de vier detectoren aan de Large Hadron Collidor (LHC) op CERN, heeft deze week een artikel aangeboden aan het gerenommeerde natuurkunde tijdschrijft Physical Review Letters, waarin ze claimen een nieuw deeltje ontdekt te hebben dat is opgebouwd uit 5 quarks. Of beter gezegd: 4 quarks en een 1 anti-quark. De deeltjes die we tot nu toe kenden die opgebouwd zijn uit quarks bestaand of uit drie quarks (denk aan protonen en neutronen), of aan een quark en een anti-quark paar.
 
pentaquark.png
pentaquark.png (452.86 KiB) 1168 keer bekeken
 
Earlier experiments that have searched for pentaquarks have proved inconclusive. Where the LHCb experiment differs is that it has been able to look for pentaquarks from many perspectives, with all pointing to the same conclusion. It’s as if the previous searches were looking for silhouettes in the dark, whereas LHCb conducted the search with the lights on, and from all angles. The next step in the analysis will be to study how the quarks are bound together within the pentaquarks.
 
Bronnen:
http://press.web.cern.ch/press-releases/2015/07/cerns-lhcb-experiment-reports-observation-exotic-pentaquark-particles
http://www.nature.com/news/forsaken-pentaquark-particle-spotted-at-cern-1.17968

Berichten: 1.816

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Heb totaal geen verstand van Quarks, dus zullen mijn vragen wel wat naief zijn.
 
Maar hoe zit dat met Quark en anti-Quark? Kan dat naast elkaar bestaan? Schijnbaar wel, maar wat is dan anti eraan?
 
En wat voor krachten houdt zo'n systeem bij elkaar? 
 
Of is dat een deel van het onderzoek eraan. 
LiA

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 3.505

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Thionyl schreef:  
Maar hoe zit dat met Quark en anti-Quark? Kan dat naast elkaar bestaan? Schijnbaar wel, maar wat is dan anti eraan?
 
 
Een antiquark heeft dezelfde massa als de overeenkomstige quark, maar heeft een tegenovergestelde lading.
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

Berichten: 1.816

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Heb even gekeken op Wiki. Kom dan op 2 x + 2/3 en 2 x -1/3 voor de normale? Quarks en -2/3 voor de anti-Quark. Met een totale spin +?1/2.
 
Wens de heren v/d wetenschap veel plezier om dat allemaal uit te puzzelen. Top, Bottom's up and don't get down or strange.
LiA

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 4.096

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Quarks en antiquarks annihileren niet indien zij niet elkaars antideeltje zijn. Dit kan op twee manieren gebeuren:
  • Ze hebben een andere flavor. Ze vormen dan een flavored meson, bijvoorbeeld K0  = down en anti-strange quark.
  • Ze bevinden zich niet in dezelfde quantumtoestand, bijvoorbeeld eentje spin up en de ander spin down. Ze vormen dan een flavorless meson, bijvoorbeeld het J/Ψ = charm en anti-charm quark.
Deze laatste soort mesonen zijn zeer instabiel. Zodra er een kort levende fluctuatie in een van de quantumtoestanden optreedt, kan annihilatie al plaatsvinden. Het J/Ψ meson heeft bijvoorbeeld een gemiddelde levensduur van slechts 7.2×10−21 s. Het K0 meson daarentegen is stabiel, fluctuaties van quantumtoestanden kunnen niet de flavor van een quark aanpassen en dus zullen de twee quarks nooit elkaars antideeltje worden.
 
Bronnen voor deze post:

Berichten: 1.816

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Dank voor je uitleg, maar snappen?? 
LiA

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 4.096

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Het is inderdaad niet eenvoudig. Het gevaar van alles vereenvoudigen is echter dat je de waarheid daarmee vaak tekort doet. Neem als voorbeeld de uitspraak: "Materie en antimaterie annihileren elkaar". Dit is een vereenvoudiging waardoor jij nu op het verkeerde bent gebracht, want het is blijkbaar niet altijd het geval dat materie en antimaterie elkaar annihileren.
 
De oplossing voor dit probleem (het wel willen begrijpen, maar niet ten machte zijn) is niet met een klein forumbericht te verhelpen. Als je echt geïnteresseerd bent, kun je beter tijd steken in het lezen van boeken over kwantummechanica en het standaardmodel. Het kan ook dat je hier geen tijd in wil steken, dan moet je af en toe genoegen nemen met een uitleg die je niet snapt.

Berichten: 1.816

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Ja klopt, ik snap er niets van. Mijn Colleges Atoomphysica waren daar toen nog niet echt mee bezig. En ik besef maar al te goed dat het ook niet echt simpel uit te leggen is. Maar wetenschap gaat door, ook als ik het niet snap. Jij wel hopelijk en wie weet wat er uit komt. Heb in deze echt geen zwarte gaten syndroom. Dus succes en hopelijk komt er iets uit wat we dagelijks kunnen gaan gebruiken.
 
Zelfs dit: "Materie en antimaterie annihileren elkaar". Ik accepteer het, maar snappen?
LiA

Berichten: 13

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Fantastisch nieuws voor mij!
 
Ik heb ooit bij een college deeltjesfysica gezeten, dat aangeslagen toestanden behandelde van twee botsende protonen. Elke aangeslagen toestand is te zien als een deeltje, en er waren toestanden met een rustmassa van iets meer dan vijf up- of downquarks. Ik opperde dus mijn hypothese dat zo'n aangeslagen toestand uit vijf quarks bestond. Maar nee, dat kon niet, het moesten er drie zijn en de overtollige massa moest in het krachtveld zitten. Het waren immers geen resonanties, dat zijn aangeslagen toestanden die als deeltje wat minder snel uiteenvallen of overgaan in andere samenstellingen.

 
Thionyl schreef: En wat voor krachten houdt zo'n systeem bij elkaar? 

Daar zorgt de sterke kernkracht voor. De sterke kernkracht is één van de vier modellen waarmee natuurkundigen de waarnemingen beschrijven van lichamen die op elkaar reageren met hun lading via de uitwisseling van spookdeeltjes.
Voor de sterke kernkracht gelden de kleuren als lading, de spookdeeltjes zijn gluonen.
Voor de elektrische kracht geldt de positieve of negatieve lading als lading, en de spookdeeltjes zijn fotonen.
 
Twee verschillen tussen de twee modellen zitten in de spookdeeltjes: Gluonen zelf hebben ook weer kleur, maar fotonen hebben geen lading; en gluonen hebben rustmassa, anders dan fotonen, waardoor ze bij toenemende afstand snel minder talrijk zijn. Onderweg vervalt de lening die ze afgesloten hebben met het lichaam waar ze van afkomstig zijn.
Door deze verschillen is de kracht die pentaquarks bijeenhoudt onoverzichtelijk en zwakker. Vijf quarks zitten gemiddeld verder weg dan drie.
  
physicalattraction schreef: (...) kun je beter tijd steken in het lezen van boeken over kwantummechanica en het standaardmodel.
 
Thionyl schreef: Ik accepteer het, maar snappen?
Om deze dingen te snappen helpt boeken lezen en college volgen inderdaad goed.
Niet omdat je het dan wel snapt, maar omdat je dan op den duur gewend raakt en vergeet dat je het niet snapt!

Gebruikersavatar
Berichten: 1.156

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

SergjB (mooie naam!) schreef:
Twee verschillen tussen de twee modellen zitten in de spookdeeltjes: Gluonen zelf hebben ook weer kleur, maar fotonen hebben geen lading; en gluonen hebben rustmassa, anders dan fotonen, waardoor ze bij toenemende afstand snel minder talrijk zijn. Onderweg vervalt de lening die ze afgesloten hebben met het lichaam waar ze van afkomstig zijn.
 
 
Ik lees hier dat gluonen rustmassa bezitten, maar is de gangbare opvatting niet dat ze massaloos zijn en dubbelkleurig? Het zijn alleen combinaties van twee of drie gluonen die massa hebben (glueballs).
Wat bedoel je als je schrijft dat ``onderweg`` de lening vervalt die ze met het quark waarvan ze afkomstig zijn afgesloten hebben (hoe zit het onzekerheidprinipe hierin verweven)?  En worden ze (gluonen) bij grotere afstand juist niet groter in aantal omdat ze kleur bezitten, hetgeen leidt tot quark confinement (terwijl er als je dichtbij een quark in een hadron komt er juist sprake is van asymptotische vrijheid)?
 
P.S.
Is de onlangs gecreërde quarksoep (vwlwn vreesden het einde der tijden) in de LHC ook niet een soort van enorm groot deeltje bestaande uit een enorm aantal quarks?
Ik lach en dans, dus ik ben; bovendien blijft ondanks de wetenschap het mysterie bestaan!

Berichten: 13

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

De angst voor het onbekende maant velen tot voorzichtigheid, maar sommigen onderzoeken dapper het onbekende, juist vanwege de angst. Als de aarde door vuur zal vergaan en als daarmee de tijden stoppen, zullen zelfs de elementen vergaan door vuur.
 
Door de zaken vanaf de verkeerde, menselijke, kant te benaderen overdrijven de mensen van het cern hun prestaties. 'bijna' de lichtsnelheid - bijna is nog niet half, hier zelfs helemaal niet, het licht gaat nog steeds de lichtsnelheid sneller! 'Een fractie' van een seconde na de big bang - Die fractie maakt wel het grootste verschil! Dat geldt ook voor het 'creëren van quarksoep', zie het filmpje op:
http://www.sciencealert.com/the-lhc-has-discovered-a-brand-new-class-of-particles
 
Het cern mag trots zijn op zijn prestaties waarnemingen te verrichten, maar het doet geen andere dingen dan de natuur altijd en overal al doet.
 
Wat je aansnijdt, het onzekerheidsprincipe verweven met mijn problemen met de virtuele deeltjes (spookdeeltjes noem ik ze) komt in het filmpje terug, en symboliseer je mooi met het weglaten van de tweede 'e' in mijn naam: Van veraf lijkt SergjB sterk op SergjeB. De weggelaten 'e' is dan een virtueel deeltje, de andere letters zijn reëel, vergelijk de valentiequarks van het filmpje.
 
Ik heb inderdaad ooit ergens gelezen dat gluonen dubbelkleurig zijn. Dankjewel dat je me op mijn vergissing wijst dat ze massaloos zouden zijn - Ik heb ze verward met de spookdeeltjes van de zwakke kernkracht. En inderdaad, dat de sterke kernkracht een klein bereik heeft, komt anders dan bij de zwakke, niet door het 'vervallen van de lening van massa', maar door de kleurneutraliteit van kerndeeltjes.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.156

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Sorry voor het verkeerd schrijven van je naam!
Ik lach en dans, dus ik ben; bovendien blijft ondanks de wetenschap het mysterie bestaan!

Berichten: 194

Re: Nieuwe deeltjes ontdekt: pentaquarks

Is het ook echt een deeltje, of waren het gewoon 5 Quarks die elkaar per ongeluk tegenkwamen in de brokstukken va de botsing en gelijk weer afscheid namen?
Ofwel had het deeltje enige stabiliteit na het ontstaan, of viel het zo snel weer uit elkaar, dat je het geen deeltje meer kunt noemen, maar eerder een ontmoeting van 5 quarks..

Reageer