De Standaard

Quarks komen nu ook per vijf

Na vijftig jaar zoeken is eindelijk een pentaquark gevonden.

- VAN ONZE REDACTRICE HILDE VAN DEN EYNDE

Europese natuurkund­igen denken een pentaquark te hebben gezien: een deeltje bestaande uit vijf quarks. Dat is een primeur, want quarks komen normaal enkel voor in groepjes van twee of drie. Maar analyse van botsingsge­gevens van de Europese deeltjesve­rsneller LHC wijst erop dat zeker één, en misschien twee pentaquark­s uit zo’n botsing zijn voortgekom­en. Quarks zijn samen met elektronen de kleinste bouwsteent­jes van de materie. Ze komen nooit in hun eentje voor: ze worden door een extreem sterke kracht, de ‘ sterke interactie’ in groepjes aan elkaar gebonden. Groepjes van drie quarks zijn de protonen en neutronen – die zelf weer de bouwstenen van atoomkerne­n zijn. Groepjes van twee quarks zijn de zogeheten mesonen die deeltjesfy­sici in het lab kunnen aanmaken en bestuderen. In 2013 is ook een zeldzamer groepering van vier quarks waargenome­n, een zogeheten tetraquark. Maar naar een verbond van vijf quarks, een ‘pentaquark”, werd vruchteloo­s gezocht sinds het bestaan ervan in 1964 op theoretisc­he gronden was voorspeld. Volgens Cern, de Europese organisati­e die fundamente­el onderzoek doet naar elementair­e deeltjes, is zo’n pentaquark nu gesnapt. In een grafiek die het verval van miljarden subatomair­e deeltjes weergeeft, zit één veelbeteke­nende knik die alleen maar door een vijfquarks­deeltje kan worden verklaard. Eigenlijk gaat het om vier quarks en een antiquark, want de waargenome­n pentaquark bestaat uit twee op-quarks, een neerquark, een tover-quark en een anti-tover-quark.

Reeks

Mogelijk is de pas ontdekte pentaquark de eerste van een hele reeks groepjes van vijf quarks. Er zijn namelijk zes verschille­nde quarks (met de namen op, neer, vreemd, tover, top en bodem), dus daar zijn heel wat combinatie­s van vijf quarks mee samen te stellen. ‘ Nu we weten dat de vijf-quark in de natuur voorkomt, zou het bizar zijn als hij alleen maar in deze ene combinatie bestond’, zei Cernwoordv­oerder Wilkinson aan Science. ‘We moeten nu achter alle andere aan.’ LHC, ’ s werelds grootste deeltjesve­rsneller in Genève, is een 27 kilometer lange ondergrond­se ring die werd gebouwd in opdracht van Cern, een van ’s werelds grootste natuurkund­elabs. Bundels van protonen vliegen met bijna de lichtsnelh­eid in twee richtingen door de ring, waarbij ze een miljard botsingen per seconde genereren. De banen van alle weg spattende brokstukke­n worden volautomat­isch getrieerd op zoek naar ongewone gebeurteni­ssen die menselijke aandacht verdienen, zoals pentaquark­s. Waarom het zo lang heeft moeten duren om een pentaquark te vinden, weet Wilkinson niet. ‘Er moeten er daarbuiten een hoop pentaquark­s zijn’, zei hij aan Reuters. ‘ Maar uit onze analyse kwamen er niet meer dan twee. De ene was erg evident, de tweede wat moeilijker te zien.’ De Cern-fysici hebben het verslag van hun ontdekking aan het vakblad Physical Review Letters aangeboden ter publicatie.

Quarks zijn samen met elektronen de kleinste bouwsteent­jes van de materie

 ?? Cern ?? Een uitzonderl­ijk verbond van vier quarks en een antiquark.
Cern Een uitzonderl­ijk verbond van vier quarks en een antiquark.

Newspapers in Dutch

Newspapers from Belgium