रहस्यमय कण खोजने निकले, मिलीं दो अनजानी संरचनाएं: जेफ़रसन लैब

अमेरिकी ऊर्जा विभाग की थॉमस जेफ़रसन नेशनल एक्सेलरेटर फ़ैसिलिटी (जेफ़रसन लैब) के शोधकर्ता एक जाने-पहचाने लेकिन उलझे हुए कण की पुष्टि करने निकले थे, लेकिन इसके बजाय उन्हें दो अप्रत्याशित नई संरचनाओं के सबूत मिले। इससे क्वार्क पर आधारित पदार्थ की सामान्य तस्वीर में फ़िट न होने वाले, XYZ स्टेट कहे जाने वाले उलझन भरे कणों के वर्ग को समझने में मदद मिल सकती है। जेफ़रसन लैब के एक्सपेरिमेंटल हॉल डी में ग्लूओनिक एक्साइटेशन्स (GlueX) सहयोग समूह के ये नतीजे फ़िज़िकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुए हैं।

1950 के दशक से, उच्च-ऊर्जा टकरावों ने हैड्रॉन नाम के मिश्रित कणों को उजागर किया है, जो मज़बूत नाभिकीय बल से बंधे क्वार्क से बनते हैं। 1964 में पेश किया गया क्वार्क मॉडल इन्हें व्यवस्थित करता है और यह स्टैंडर्ड मॉडल का आधार बना।

GlueX टीम Y(2175) नाम की एक स्टेट की तलाश में थी। इसे पहली बार 2006 में SLAC के BaBar प्रयोग ने क़रीब 2.16 बिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट द्रव्यमान पर रिपोर्ट किया था। बाद में चीन के BES और जापान के Belle प्रयोगों ने इसकी पुष्टि की - इन सभी ने इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन टकराव का इस्तेमाल किया था।

इसके बजाय, GlueX ने फ़ोटोप्रोडक्शन का इस्तेमाल किया, यानी एक स्थिर प्रोटॉन लक्ष्य पर उच्च-ऊर्जा फ़ोटॉन की बीम दागी। अपेक्षित Y(2175) संकेत नहीं दिखा; इसके बजाय, शोधकर्ताओं को उसी सामान्य द्रव्यमान सीमा में दो अलग संरचनाएं मिलीं। "चुनौती यह है कि दुनिया भर में बहुत अलग-अलग प्रयोगों में कई माप हैं, जिन्हें यह सहमति बनानी होती है कि वे क्या देख रहे हैं। यह सुनने में जितना आसान लगता है उतना नहीं है, क्योंकि द्रव्यमान में क़रीब स्थित कई स्टेट एक ही चीज़ हो भी सकती हैं और नहीं भी," जेफ़रसन लैब में काम कर रहे GSI भौतिक विज्ञानी क्लाउस गोएत्ज़ेन ने कहा।