Aatomid koosnevad prootonitest ja neutronitest. Füüsikute sõnul paistab uut tüüpi osake olema just nende eksootiline sugulane, vahendab Scientific American.

Aatomite koostisosad ning teised tillukesed liitosakesed ehk hadronid koosnevad omakorda veel pisematest ehituskividest ehk kvarkidest, mida hoiab koos tugev vastastikmõju. Aatomites leiduvad u- ja d-kvargid ehk üles- (up) ja alla-kvargid (down) omasugustest teadaolevalt kõige väiksema massiga. Lisaks neile leidub raskemaid kvarke, nagu veider (strange) ehk s-kvark, sarmiga (charm) ehk c-kvark, põhja- ehk b-kvark (bottom) ja tipu- ehk t-kvark (top).

Nüüd tuli maailma suurimast aatomipõrgutist välja uut tüüpi osake, mis koosneb kahest raskest c-kvargist ja ühest kergest d-kvargist. Niisugusi kolmest kvargist koosnevaid osakesi nimetatakse osakestefüüsikas barüonideks.

Alles teine omataoline

Füüsikud nimetavad uut osakest kahekordselt sarmikaks barüoniks (doubly charmed baryon). Sisuliselt asendab see c-kvarke sisaldavas prootonis kahte u-kvarki – niimoodi on osakese mass võrreldes tavalise ja püsivama prootoniga neli korda suurem.

Suur Tuumaosakeste Põrguti (LHCb) kiirendab prootoneid nii palju, et need saavutavad peaaegu valguskiiruse, ja põrgutab seejärel kokku. Kokkupõrke käigus lagunevad prootonid algosakesteks ning selle käigus vallanduvast energiast sünnivad nende asemele uued osakesed. Iga kord kui teadlastel õnnestus põrgutis mõni erakordselt sarmikas barüon luua, lagunes see aga kiiresti väiksema massiga ja stabiilsemateks osakesteks.

Füüsikud märkasid uut tüüpi osakest n-ö keskkaalus osakeste otsimiseks mõeldud LHCb eksperimendiga. Tegu on esimese uue osakesega, mis avastati pärast LHCb seadme suurt uuenduskuuri 2023. aastal.

Uus kahekordselt sarmikas barüon on ajaloo jooksul alles teine registreeritud barüon, mis sisaldab kahte rasket kvarki. Seni on kõik barüonid koosnenud kahest kergest u- või d-kvargist ja ühest raskemast kvargist.

Eelmise raske barüoni avastasid teadlased samuti suurest osakestepõrgutist 2017. aastal. Toonane osake koosnes kahest raskest c- ja ühest kergest u-kvargist. Vaatamata sarnastustele, on praegu leitud kvargi eluiga eelmisest veelgi lühem: ennustatavasti laguneks uus osake kuus korda kiiremini kui eelmine. 

Taolised eksootilsied osakesed võimaldavad füüsikutel uurida tugevat vastastikmõju. Kõige tugevam füüsikaline jõud hoiab koos hadroneid ehk kvarkidest koosnevaid osakesi ja selle olemust kirjeldab keerukas kvantkromodünaamika teooria. Samas mõistavad teadlased tugevat vastastikmõju kõigist jõududest veel kõige vähem. Põrgutis loodavad füüsikud paremini mõista, kuidas tugev vastastikmõju hadroneid koos hoiab ning kuidas tekivad niisuguste osakeste omadused nagu mass ja spinn.

Oma avastust tutvustasid füüsikud sel nädalal Itaalias peetud Moriondi osakestefüüsika konverentsil.