Kornelio universiteto CLEO detektorius užregistravo jau prieš kelis dešimtmečius teoriškai numatytą dalelę, kuri pavadinta „žaviuoju–keistuoju mezonu“ (angl. charmed-strange meson). Ši dalelė labai reta, jos gyvavimo trukmė ypatingai trumpa – ji praktiškai iš karto skyla į protoną ir antineutroną.
Šios dalelės atradimas priskiriamas Floridos universiteto profesoriui Džonui Jeltonui (John Yelton). Floridos universitetas – tai tik viena iš daugelio mokslo įstaigų, prisidedančių prie šio projekto.
„Tai toks įvykis, apie kurio neišvengiamumą žmonės šneka jau daugelį metų, – pasakoja D. Jeltonas. – Mums pavyko parodyti, kad tai tikrai neišvengiama“.
Kornelio elektronų žiediniame greitintuve (CESR) elektronai susiduria su protonais, kai jiems suteikiamos nuo 3 iki 5 mlrd. elektronvoltų energijos. Susidūrimo metu pasipila gausybė elementariųjų dalelių, kurių daugelis gyvuoja labai trumpą laiką. Tuomet eilė ateina CLEO detektoriui – pradedamos registruoti fizikus dominančios dalelės. CLEO projektas apima daugiau nei dvidešimt įvairių mokslo įstaigų iš JAV, Kanados ir Anglijos.
Tarp susidūrimų metu pažyrančių dalelių galima aptikti ir žaviuosius–keistuosius mezonus, kurie gyvuoja mažiau nei vieną trilijoninę sekundės dalį. Nors žavieji mezonai jau tyrinėjami daugiau nei 30 metų, tačiau dar niekas nestebėjo, kaip jie skyla į protonus ar neutronus. Būtent tokį skilimo modelį numato teorija. Tai šiek tiek glumina, nes apie 10 proc. visų greitintuve vykstančių susidūrimų metu susidaro protonai ir neutronai.
D. Jeltonas antineutroną užregistravo netiesiogiai. Apie jo pasirodymą galima spręsti iš kitų dalelių energijų ir judesio kiekių.
Mokslininkas iš viso aptiko 13 žaviųjų–keistųjų mezonų skilimo į protonus ir antineutronus atvejų. Tam reikėjo išanalizuoti milijonus skirtingų susidūrimų duomenų ir atlikti daugybę matematinių skaičiavimų.
D. Jeltonas pasinaudojo Sirakūzų universiteto specialistų sukurtais retų dalelių (miuonų ir neutrinų) aptikimo metodais.
„Profesorius D. Jeltonas nepaprastai šauniai pasidarbavo pritaikydamas mūsų metodus naujai sričiai. Be to, puikius rezultatus pavyko gauti per rekordiškai trumpą laiką, – kolegos sėkme džiaugiasi Sirakūzų universiteto profesorius Šeldonas Stounas (Sheldon Stone), kuris kartu su doktorante Nabile Mina (Nabil Meena) sukūrė minėtuosius metodus. – Tai ir yra drauge atliekamų eksperimentų esmė“.
Deividas Asneris (David Asner) iš Karltono universiteto mano, jog šios dalelės atradimas turės nemažai įtakos teoriniams dalelių skilimo modeliams. „Šių retų dalelių skilimo stebėjimas padeda geriau suprasti, kaip viskas veikia mūsų pasaulyje“, – teigia jis.
Kai 1979 m. pradėjo veikti CLEO detektorius, CESR tuo metu buvo vienas iš galingiausių greitintuvų visame pasaulyje. Dabartiniai greitintuvai, pavyzdžiui, Fermi nacionalinės greitintuvų laboratorijos Tevatronas Čikagoje arba greitai pradėsiantis veikti Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas Šveicarijoje, pasiekia žymiai didesnes energijas. Šių greitintuvų pagrindas tikslas – aptikti tikrą dalelių karalių, vadinamąjį Higso bozoną.
D. Jeltono nuomone, paskutinieji rezultatai įrodo, kad vis dėlto dar yra ką tyrinėti esant žymiai mažesnėms energijoms ir naudojant ne tokias galingas mašinas. „Šis atradimas yra aiškus įrodymas, jog mažesnių energijų greitintuvai dar gali būti naudingi“, – pabrėžia mokslininkas.
Straipsnis apie dalelės atradimą bus išspausdintas „Physical Review Letters“ žurnale.
