펜타쿼크
[image]
[image]
'''Pentaquark'''
1. 개요
원자핵을 구성하는 양성자나 중성자는 보통 3개의 쿼크로 이루어져 있는 것과 달리 다섯 개의 쿼크로 이뤄진 입자.[1] 본문 상단부에 실린 이미지처럼 두 가지 이론적 모델이 존재한다. 다르게 보면 일반적인 바리온과 메손이 융합된 형태라고 볼 수도 있다.
2. 상세
1960년대, 머리 겔만(Murray Gell-Mann)과 조지 츠바이크(George Zweig)에 의해 쿼크 개념이 생겨났을 때부터 그 존재가 예견되었으나, 오랜 시간 동안 실험적으로 발견되지 않았다.
1997년에는 러시아의 D. Diakonov에 의해 이론적인 토대가 마련되었으나, 이를 증명하기 위한 실험이 마련되는 데에는 아직 시간이 더 필요했다. 2003년 T. Nakano 교수를 위시한 일본의 LEPS 그룹에서 이를 발견했다고 했으나 오차가 너무 컸기 때문에 실험의 신뢰도가 낮았으며, 또한 다른 가속기 실험에서도 신뢰도 높은 실험결과를 획득하지 못했다.
이 때문에 펜타쿼크의 존재는, 결국 검증되지 않은 몇몇 입자들처럼 관심 밖으로 밀려나는 듯 했으나 2015년 7월 14일, CERN에서 LHC실험을 통해 펜타쿼크 발견에 성공했다는 소식이 전해지면서 다시 뜨거운 감자가 되었다.
CERN의 LHCb 실험 그룹은 가속기 충돌 시험 데이터를 분석하는 과정에서, 바텀 람다 바리온이 붕괴하는 과정에서 아주 짧은 시간 동안 펜타쿼크 상태를 가진다는 것을 관측했으며, 이 연구 결과를 피지컬 리뷰에 제출했다.
다만 LHCb에서 발견된 펜타쿼크는 LEPS에서 주장한 것과 다른 종류이다. LEPS의 펜타쿼크는 uudds으로 추측되는 반면 LHCb의 펜타쿼크는 참 쿼크를 포함하는 uudcc의 구성일 것으로 추측된다.
관련 내용은 동아 사이언스의 이 기사를 참고.
[1] 파이온, 케이온 등의 메손 입자는 쿼크 두개로 이루어져 있다.