Doskonałym przykładem jest tutaj cząstka odkryta na początku XXI wieku przez zespół fizyków z Japonii. χc1(3872) – bo taką nazwę nosi jest cząstką, która najpierw została zaobserwowana przez badaczy z Japonii, a w 2010 roku także przez naukowców pracujących na Wielkim Zderzaczu Hadronów. Od tego czasu naukowcy starają się ją poznać jak najdokładniej badając jej właściwości. Jest tylko jeden problem – wciąż nie wiadomo, czym tak naprawdę ta cząstka jest i z czego jest zbudowana. Aby można było to ustalić, trzeba zbadać cząstkę na kilka sposobów, między innymi ustalając jej masę oraz liczbę kwantową.
Póki co możliwości jest wiele. Naukowcy dopuszczają możliwość, że χc1(3872) w rzeczywistości jest wyjątkowo ciasno związanym ze sobą tetrakwarkiem, stanem molekularnym, ale także cząstką zwaną czarmonium. W tym ostatnim przypadku mówilibyśmy zatem o mezonie który składa się kwarku powabnego oraz antykwarku powabnego.
Czytaj także: Naukowcy odkryli coś w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Ta struktura może rozwiązać wiele problemów
Na przestrzeni lat naukowcom pracującym na zderzaczu LHCb udało się ustalić liczbę kwantową, masę oraz szerokość cząstki. Wszystkie te informacje pozwoliły ustalić, że masa cząstki jest nieco niższa od masy mezonu D0 oraz D*0. Różnica była niewielka, ale jednak istnieje, sytuacja zatem istotnie się skomplikowała.
Część środowiska naukowego była przekonana, że mamy tutaj do czynienia ze stanem molekularnym, w którym oba wspomniane wyżej mezony są przestrzennie od siebie odseparowane, a tym samym byłby on znacznie większy od typowej cząstki. Pozostała część fizyków nie jest jednak do tego przekonana, bowiem zwraca uwagę na fakt, że takie stany molekularne zazwyczaj są tłumione w zderzeniach hadronów, tymczasem χc1(3872) powstaje bez żadnych zakłóceń i w dużych ilościach.
Czytaj także: Gigantyczny akcelerator cząstek. Wielki Zderzacz Hadronów to przy nim obwarzanek
Odpowiedzi o naturę cząstki nadal zatem nie ma. Część badaczy podejrzewa, że trudność w ustaleniu tożsamości χc1(3872) wynika z tego, że posiada ona jakiś wyjątkowo kompaktowy komponent. Nie da się tego jednak w prosty sposób ustalić. Naukowcy wyszli z założenia, że trzeba się w tej sytuacji przyjrzeć rozpadowi χc1(3872) na lżejsze cząstki. W zależności od tego, czy uda się zaobserwować czarmonium, czy też czarmonium i foton, będzie można ustalić nowe informacje o tożsamości tego intrygującego tworu.
Najnowsze eksperymenty przeprowadzone w ramach eksperymentu LHCb pozwoliły praktycznie wykluczyć możliwość, w której χc1(3872) składa się z mezonu D0 oraz D*0. Jedną możliwość udało się zatem wyeliminować. Teraz pozostaje ustalić, czy mamy tutaj czarmonium, tetrakwark kompaktowy, czy też jeszcze jakiś inny twór. Prace trwają i możemy być pewni, że χc1(3872) jeszcze do nas powróci.
