Universumin kehitys alkuräjähdyksestä galakseihin. Alkuu kuluuvat myös sigma-b-hiukkaset. Kuva: David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian CfA
Universumin kehitys alkuräjähdyksestä galakseihin. Alkuu kuluuvat myös sigma-b-hiukkaset. Kuva: David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian CfA

Lyhytikäiset sigma-b-hiukkaset ovat protonien ja neutronien sukulaisia.

Maailmasta onlöydetty kaksi uutta, erittäin lyhytikäistä hiukkasta. Nämä hiukkaset, sigma-b:t, ovat baryoneja, kuten protonit ja neutronitkin. Seitsemästäsadasta fyysikosta koostuva kansainvälinen tutkijaryhmä löysi ne yhdysvaltalaisen Fermilaboratorion Tevatron- törmäyttimellä. Ryhmään kuuluu myös professori Risto Oravan johtama joukko suomalaisia tutkijoita.

Aine koostuu kuuden erilaisen kvarkin yhdistelmistä. Baryoneissa, joista muun muassa tavallisten atomien ytimet koostuvat, niitä on kolme. Protonissa on kaksi ylös-kvarkkia ja yksi alas-kvarkki. Neutronissa on puolestaan kaksi alas-kvarkkia ja yksi ylös-kvarkki. Myös uudet sigma-b hiukkaset sisältävät siis kolme kvarkkia, mutta yksi niistä on kuusi kertaa protonia raskaampi kaunis-kvarkki.

Nyt löydetyt raskaat hiukkaset syntyvät antiprotoni-protoni-törmäyttimellä, kun törmäysten aikaansaamat energiatihentymät purkautuvat uusina hiukkasina. Hiukkaset ovat kuitenkin erittäin lyhytikäisiä. Niiden havaitseminen edellyttääkin tuhansien miljardien protoni-antiprotoni-törmäysten rekisteröimistä ja analysoimista. Sigma-b:t kaivettiin esiin viiden vuoden havainnoista. Kvarkkimalli ennustaa, että niitä pitäisi olla kuutta lajia, joten neljä on vielä löytämättä.

Tutkijat arvelevat, että sigma-b:n kaltaisia eksoottisia hiukkasia syntyi heti universumin alun jälkeen valtavat määrät. Niiden avulla he pääsevät siis tutkimaan hiukkasfysiikan lisäksi kaiken alkua. Uutisen kertoo Helsingin yliopiston tiedote.