פרופ' צבי ליפקין שיער כבר ב-1987 שבטבע קיים גם מבנה של 5 קווארקים; ניסויים עדכניים במאיצי חלקיקים אימתו התיאוריה
התגלית עשויה לסייע “להבין מה התרחש לאחר המפץ הגדול ומדוע העולם שאנו מכירים מורכב מחומרים מסוימים ביחס מסוים (הרבה פחמן, הרבה ברזל) ולא החומרים אחרים וביחס שונה”. כך הסביר ל”הארץ” הפיסיקאי פרופ' צבי ליפקין את חשיבות התוצאות של ניסויים שנערכו ברוסיה, ארה”ב ויפאן, שאימתו תיאוריה שלו מ-1987 בנושא הקווארקים (החלקיקים הקטנים ביותר של החומר עד כה היו מוכרים רק שני מבנים שבהם מסודרים הקווארקים: מבנה של זוג קווארקים ומבנה של שלושה. ליפקין טען כבר לפני 16 שנים, כי אפשר שבטבע קיים גם מבנה של חמישה. ואכן, בניסויים שנערכו במאיצי חלקיקים, התגלה מבנה חדש – “פנטה-קווארק” (קווארק מחומש). במאה ה-19 גילו מדענים שכל חומר מורכב מחלקיקים קטנים הקרויים אטומים. אז סברו שהאטומים הם החלקיק הקטן ביותר בטבע. מאוחר יותר גילו המדענים שהאטומים מורכבים מחלקים קטנים יותר – אלקטרונים, ניוטרונים ופרוטונים – ושכל האטומים בנויים משילוב שלהם. אלא שגם שלושת אלה אינם החלקיקים הבסיסיים: בשנות ה-60 הבינו מדענים כי הפרוטונים והניוטרונים נוצרו מחלקים קטנים יותר, “קווארקים”. הקווארקים אינם קיימים “בתוך” חלקיקים, אלא נוצרים מהאנרגיה המושקעת במאיצי חלקיקים. קיומם קצר ולבסוף הם מתארגנים ליצירת החלקיקים הגדולים יותר. למרות זאת, ב”חייהם” הקווארקים הם קיקים ממשיים לכל דבר, עם תכונות כמו מסה ומטען חשמלי. ככל הידוע, חלקיקים אלה היו מצויים בשפע בעת “המפץ הגדול”.
לפי התיאוריה הקווארקית, די בשני סוגי קווארקים – “מטה” ו”מעלה” – להסברת מבנה הפרוטונים והניוטרונים: פרוטון עשוי משני קווארקי מעלה ומקווארק מטה אחד, והניוטרון עשוי משני קווארקי מטה ומקווארק מעלה אחד. המדע סיווג ארבעה סוגים נוספים של קווארקים: “מוזר”, “קסום”, “יופי” ו”אמת”. מניסויים הסתבר שקווארק לא יכול להתקיים ביחידות וחייב בן זוג או שניים. הם מצאו שקיימות רק שתי קטגוריות של מבני קווארקים: מבנה של שלושה קווארקים המכונה “בריון”, ומבנה של קווארק ואנטי-קווארק המכונה
“מזון” (לכל קווארק יש אנטי-קווארק). כשהושקעה אנרגיה גדולה להפקת קווארקים רבים הם הסתדרו מיד במבני בריון ומזון (לדוגמה: שמונה קווארקים הסתדרו בשתי שלשות וזוג).
ואולם, פרופ' ליפקין חזה, כי למרות שהמדענים אינם מוצאים מבנים נוספים קיים בטבע מבנה נוסף המורכב מחמישה קווארקים; המבנה כונה בספרי המדע “בריון אקזוטי”. בשנים האחרונות הצטברו תוצאות מניסויים במתקנים להאצת חלקיקים, שמהם עלה כי המבנה המחומש אכן קיים.
עם זאת, הרכב הקווארקים בתוך ה”פנטה-קווארק”, שונה מההרכב שחזה ליפקין. המבנה שהתגלה הוא של קווארק אחד “מעלה”, שני קווארקים “מטה”, שאליהם צמוד זוג קווארקים: קווארק אחד מסוג “מעלה” ואנטי קווארק מסוג “מוזר”. עוד התגלה, כי מבנה זה מתקיים למשך כמה חלקיקי שניות ושלאחריו הוא מתפרק לשני מבנים אחרים: ניוטרון (המורכב משלושת הקווארקים) וחלקיק המכונה ” “+K (הבנוי מקווארק מסוג “מעלה” ואנטי קווארק מסוג “מוזר”).
באדיבות יובל דרור.
