Ett internationellt forskarlag har upptäckt tecken på en sällsynt η′-mesisk kärna, en kortlivad partikel fångad inuti en atomkärna. Detta exotiska tillstånd, som observerades i ett experiment med hög precision, tyder på att η′-mesonens massa minskar i tät kärnsubstans. Upptäckten kan kasta ljus över hur materia får massa genom rymdens vakuumstruktur.
Forskare vid GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung i Tyskland genomförde experimentet genom att rikta protoner med hög energi mot ett kolmål. Detta producerade η′-mesoner, varav vissa band sig till kolkärnorna och bildade det förutspådda η′-mesiska tillståndet. De analyserade deuteriumkärnor som emitterades i reaktionen med hjälp av en fragmentseparator (FRS) och WASA-detektorn för att identifiera sönderfallssignaturer som bekräftade det bundna tillståndet, vilket huvudförfattaren Ryohei Sekiya förklarade: “Med vår nya experimentella uppställning som kombinerar FRS och WASA kan vi identifiera strukturer i datan som matchar teoretiska signaturer för η′-mesiska kärnor. Vår analys tyder på att dessa bundna tillstånd faktiskt bildades.” Studien ”12C(p,d) Reaction near the η′-Meson Emission Threshold Measured in Coincidence with High-Momentum Protons” publicerades i Physical Review Letters. Eftersom η′-mesonen är ovanligt tung och dess massa förväntas förändras inuti kärnsubstans, noterade senior författare Kenta Itahashi: ”Att observera detta fenomen skulle ge värdefull information om hur partikelmassor genereras i universum.” η′-mesonens massa verkar minska inuti kärnan, vilket stöder teorier om vakuumstruktur och massgenerering. Itahashi tillade: ”Våra mätningar ger viktiga nya ledtrådar om hur mesoner beter sig i kärnsubstans.” Teamet planerar ytterligare experiment för bekräftelse.
