On paljon enemmän hiukkasia, paljon enemmän
Fyysikot etsivät salaperäisiä hiukkasia, joiden on siirrettävä tietoa kvarkkien ja leptonien sukupolvien välillä ja jotka ovat vastuussa niiden vuorovaikutuksesta. Etsiminen ei ole helppoa, mutta palkinnot leptokvarkkien löytämisestä voivat olla valtavat.
Modernissa fysiikassa aine on jaettu yksinkertaisimmalla tasolla kahdentyyppisiin hiukkasiin. Toisaalta on olemassa kvarkkeja, jotka useimmiten sitoutuvat toisiinsa muodostaen protoneja ja neutroneja, jotka puolestaan muodostavat atomiytimiä. Toisaalta on leptoneja, eli kaikkea muuta, jolla on massaa - tavallisista elektroneista eksoottisempiin myoneihin ja sävyihin, heikkoihin, lähes havaitsemattomiin neutriinoihin.
Normaaleissa olosuhteissa nämä hiukkaset pysyvät yhdessä. Kvarkit ovat vuorovaikutuksessa pääasiassa muiden kanssa kvarkit, ja leptonit muiden leptonien kanssa. Fyysikot kuitenkin epäilevät, että hiukkasia on enemmän kuin edellä mainittujen klaanien jäsenet. Paljon enemmän.
Yksi näistä äskettäin ehdotetuista uusista hiukkasluokista on nimeltään leptovarki. Kukaan ei ole koskaan löytänyt suoria todisteita niiden olemassaolosta, mutta tutkijat näkevät joitain viitteitä siitä, että se on mahdollista. Jos tämä voitaisiin todistaa lopullisesti, leptokvarkit täyttäisivät leptonien ja kvarkkien välisen aukon sitoutumalla molempiin partikkeleihin. Syyskuussa 2019 Large Hadron Colliderissa (LHC) työskentelevät kokeet julkaisivat tieteellisellä uusintatulostuspalvelimella ar xiv useiden kokeiden tulokset, joiden tarkoituksena oli vahvistaa tai sulkea pois leptokvarkkien olemassaolo.
Tämän totesi LHC:n fyysikko Roman Kogler.
Mitä nämä poikkeavuudet ovat? Aiemmat kokeet LHC:ssä, Fermilabissa ja muualla ovat tuottaneet outoja tuloksia - enemmän hiukkasten tuotantotapahtumia kuin valtavirran fysiikka ennustaa. Leptokvarkit, jotka hajoavat muiden hiukkasten suihkulähteiksi pian muodostumisen jälkeen, voivat selittää nämä lisätapahtumat. Fyysikkojen työ on sulkenut pois tietyntyyppisten leptokvarkkien olemassaolon ja huomauttanut, ettei tuloksissa ole vielä ilmaantunut "välihiukkasia", jotka sitoisivat leptonit tietyille energiatasoille. On syytä muistaa, että tunkeutuvaa energiaa on edelleen laajasti.
Sukupolvien väliset hiukkaset
Yi-Ming Zhong, Bostonin yliopiston fyysikko ja lokakuussa 2017 julkaistun aihetta käsittelevän teoreettisen artikkelin toinen kirjoittaja, joka julkaistiin Journal of High Energy Physics -lehdessä nimellä "The Leptoquark Hunter's Guide", sanoi, että vaikka leptokvarkkien etsiminen on erittäin mielenkiintoista. , se on nyt hyväksytty hiukkasen näkökyky on liian kapea.
Hiukkasfyysikot jakavat ainehiukkaset paitsi leptoneihin ja kvarkeihin, myös luokkiin, joita he kutsuvat "sukupolveksi". Ylös- ja alas-kvarkit, samoin kuin elektroni- ja elektronineutrino, ovat "ensimmäisen sukupolven" kvarkeja ja leptoneita. Toinen sukupolvi sisältää hurmaavia ja outoja kvarkkeja sekä myoneja ja myonineutriinoja. Ja korkeat ja kauniit kvarkit, tau- ja taonneutriinot muodostavat kolmannen sukupolven. Ensimmäisen sukupolven hiukkaset ovat kevyempiä ja stabiilimpia, kun taas toisen ja kolmannen sukupolven hiukkaset ovat tulossa isompia ja niillä on lyhyempi käyttöikä.
LHC:n tutkijoiden julkaisemat tieteelliset tutkimukset viittaavat siihen, että leptokvarkit noudattavat tunnettuja hiukkasia hallitsevia syntysääntöjä. Kolmannen sukupolven leptokvarkit voivat sulautua yhteen taonin ja kauniin kvarkin kanssa. Toinen sukupolvi voidaan yhdistää myoniin ja outoon kvarkkiin. Jne.
Zhong sanoi kuitenkin "Live Science" -palvelun haastattelussa, että haun pitäisi olettaa niiden olemassaolo. "Monen sukupolven leptokvarkit", siirtyen ensimmäisen sukupolven elektroneista kolmannen sukupolven kvarkeihin. Hän lisäsi, että tutkijat ovat valmiita tutkimaan tätä mahdollisuutta.
Voidaan kysyä, miksi etsiä leptokvarkeja ja mitä ne voivat tarkoittaa. Teoreettisesti erittäin suuri. jotkut siksi suuri yhdistämisteoria fysiikassa he ennustavat hiukkasten olemassaolon, jotka yhdistyvät leptonien ja kvarkkien kanssa, joita kutsutaan leptokvarkeiksi. Siksi heidän löytöään ei ehkä vielä löydy, mutta tämä on epäilemättä tie tieteen Pyhään Graaliin.
