Osakesi on palju rohkem, palju rohkem
Füüsikud otsivad salapäraseid osakesi, mis peavad edastama teavet kvarkide ja leptonite põlvkondade vahel ning vastutavad nende vastasmõju eest. Otsing ei ole lihtne, kuid leptokvarkide leidmise tasu võib olla tohutu.
Kaasaegses füüsikas jaguneb aine kõige elementaarsemal tasemel kahte tüüpi osakesteks. Ühelt poolt on kvarke, mis kõige sagedamini omavahel sidemeteks moodustavad prootoneid ja neutroneid, mis omakorda moodustavad aatomite tuumad. Teisest küljest on olemas leptonid ehk kõik muu, millel on mass – tavalistest elektronidest eksootilisemate müüonite ja toonideni kuni nõrkade, peaaegu tuvastamatute neutriinodeni.
Normaalsetes tingimustes püsivad need osakesed koos. Kvargid suhtlevad peamiselt teistega kvargid, ja leptonid koos teiste leptonitega. Füüsikud aga kahtlustavad, et osakesi on rohkem kui eelmainitud klannide liikmeid. Palju rohkem.
Ühte neist hiljuti välja pakutud uutest osakeste klassidest nimetatakse leptovarki. Keegi pole kunagi leidnud otseseid tõendeid nende olemasolu kohta, kuid teadlased näevad mõningaid viiteid, et see on võimalik. Kui seda suudetaks lõplikult tõestada, täidaksid leptokvarkid leptonite ja kvarkide vahelise tühimiku, seondudes mõlemat tüüpi osakestega. 2019. aasta septembris avaldasid Large Hadron Collider (LHC) katsetajad teaduslikus kordustrükkimise serveris ar xiv mitmete katsete tulemused, mille eesmärk oli kinnitada või välistada leptokvarkide olemasolu.
Seda väitis LHC füüsik Roman Kogler.
Mis need anomaaliad on? Varasemad katsed LHC-s, Fermilabis ja mujal on andnud kummalisi tulemusi - rohkem osakeste tootmist, kui tavafüüsika ennustab. Varsti pärast nende moodustumist muude osakeste purskkaevudeks lagunevad leptokvargid võivad neid täiendavaid sündmusi selgitada. Füüsikute töö on välistanud teatud tüüpi leptokvarkide olemasolu, viidates sellele, et "vahepealsed" osakesed, mis leptoneid teatud energiatasemetele seoksid, pole tulemustes veel ilmunud. Tasub meeles pidada, et läbitungimiseks on veel palju energiavahemikke.
Põlvkondadevahelised osakesed
Yi-Ming Zhong, Bostoni ülikooli füüsik ja 2017. aasta oktoobris selleteemalise teoreetilise artikli kaasautor, mis avaldati ajakirjas Journal of High Energy Physics nimega "The Leptoquark Hunter's Guide", ütles, et kuigi leptokvarkide otsimine on äärmiselt huvitav. , on see nüüd aktsepteeritud osakese nägemine on liiga kitsas.
Osakeste füüsikud jagavad aineosakesed mitte ainult leptoniteks ja kvarkideks, vaid kategooriatesse, mida nad nimetavad "põlvkondadeks". Üles ja alla kvargid, aga ka elektronide ja elektronide neutriino, on "esimese põlvkonna" kvargid ja leptonid. Teise põlvkonna hulka kuuluvad võlutud ja kummalised kvargid, aga ka muuonid ja muuonneutriinod. Ja kõrged ja kaunid kvargid, tau ja taon neutriinod moodustavad kolmanda põlvkonna. Esimese põlvkonna osakesed on kergemad ja stabiilsemad, samas kui teise ja kolmanda põlvkonna osakesed muutuvad mahukamaks ja nende eluiga on lühem.
LHC teadlaste avaldatud teaduslikud uuringud viitavad sellele, et leptokvarkid järgivad teadaolevaid osakesi reguleerivaid genereerimisreegleid. Kolmanda põlvkonna leptokvargid võivad sulanduda taoni ja kauni kvargiga. Teist põlvkonda saab kombineerida müüoni ja kummalise kvargiga. Jne.
Kuid Zhong ütles intervjuus teenusele "Live Science", et otsing peaks eeldama nende olemasolu. "Mitme põlvkonna leptokvargid", liikudes esimese põlvkonna elektronidelt kolmanda põlvkonna kvarkidesse. Ta lisas, et teadlased on valmis seda võimalust uurima.
Võib küsida, miks otsida leptokvarke ja mida need tähendada võivad. Teoreetiliselt väga suur. mõned sellepärast suur ühendamise teooria füüsikas ennustavad nad leptonite ja kvarkidega ühinevate osakeste olemasolu, mida nimetatakse leptokvarkideks. Seetõttu ei pruugi nende avastust veel leitud, kuid see on kahtlemata tee teaduse Püha Graali juurde.
