Existuje oveľa viac častíc, oveľa viac

Fyzici hľadajú záhadné častice, ktoré musia prenášať informácie medzi generáciami kvarkov a leptónov a sú zodpovedné za ich interakciu. Hľadanie nie je jednoduché, no odmena za nájdenie leptokvarkov môže byť obrovská.

V modernej fyzike je hmota na najzákladnejšej úrovni rozdelená na dva druhy častíc. Na jednej strane sú kvarky, ktoré sa najčastejšie spájajú a vytvárajú protóny a neutróny, ktoré zase tvoria jadrá atómov. Na druhej strane sú leptóny, teda všetko ostatné, čo má hmotnosť – od obyčajných elektrónov cez exotickejšie mióny a tóny až po slabé, takmer nedetekovateľné neutrína.

Za normálnych podmienok zostávajú tieto častice spolu. Kvarky interagujú hlavne s ostatnými kvarky, a leptóny s inými leptónmi. Fyzici však majú podozrenie, že častíc je viac ako členov spomínaných klanov. Oveľa viac.

Jedna z týchto nedávno navrhnutých nových tried častíc sa nazýva leptovarki. Nikto nikdy nenašiel priamy dôkaz o ich existencii, no výskumníci vidia isté náznaky, že je to možné. Ak by sa to dalo definitívne dokázať, leptokvarky by vyplnili medzeru medzi leptónmi a kvarkami väzbou na oba typy častíc. V septembri 2019 zverejnili experimentátori pracujúci na Veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC) na vedeckom reprintovom serveri ar xiv výsledky niekoľkých experimentov zameraných na potvrdenie alebo vylúčenie existencie leptokvarkov.

Uviedol to fyzik LHC Roman Kogler.

Aké sú tieto anomálie? Skoršie experimenty na LHC, vo Fermilabe a inde priniesli zvláštne výsledky – viac udalostí na produkciu častíc, ako predpovedá hlavná fyzika. Leptokvarky, ktoré sa rozpadajú na fontány iných častíc krátko po ich vytvorení, by mohli vysvetliť tieto dodatočné udalosti. Práca fyzikov vylúčila existenciu určitých typov leptokvarkov, pričom poukázala na to, že „intermediárne“ častice, ktoré by leptóny viazali na určité energetické hladiny, sa zatiaľ vo výsledkoch neobjavili. Stojí za to pripomenúť, že stále existuje široká škála energie, ktorú treba preniknúť.

Medzigeneračné častice

Yi-Ming Zhong, fyzik na Bostonskej univerzite a spoluautor teoretickej práce na túto tému z októbra 2017, publikovanej v časopise Journal of High Energy Physics ako „Sprievodca lovcom leptokvarov“, povedal, že aj keď je hľadanie leptokvarkov mimoriadne zaujímavé , je teraz akceptovaný videnie častíc je príliš úzke.

Časticoví fyzici rozdeľujú častice hmoty nielen na leptóny a kvarky, ale do kategórií, ktoré nazývajú „generácie“. Kvarky up a down, ako aj elektrónové a elektrónové neutríno, sú kvarky a leptóny „prvej generácie“. Druhá generácia zahŕňa očarované a podivné kvarky, ako aj mióny a miónové neutrína. A vysoké a krásne kvarky, tau a taon neutrína tvoria tretiu generáciu. Častice prvej generácie sú ľahšie a stabilnejšie, zatiaľ čo častice druhej a tretej generácie sú čoraz objemnejšie a majú kratšiu životnosť.

Vedecké štúdie publikované vedcami z LHC naznačujú, že leptokvarky sa riadia pravidlami vytvárania, ktorými sa riadia známe častice. Leptokvarky tretej generácie sa môžu zlúčiť s taonom a krásnym kvarkom. Druhá generácia môže byť kombinovaná s miónom a podivným kvarkom. Atď.

Zhong však v rozhovore pre službu „Live Science“ povedal, že pátranie by malo predpokladať ich existenciu. "Multigeneračné leptokvarky", prechod od elektrónov prvej generácie ku kvarkom tretej generácie. Dodal, že vedci sú pripravení túto možnosť preskúmať.

Niekto by sa mohol opýtať, prečo hľadať leptokvarky a čo môžu znamenať. Teoreticky veľmi veľké. niektoré preto teória veľkého zjednotenia vo fyzike predpovedajú existenciu častíc, ktoré sa spájajú s leptónmi a kvarkami, ktoré sa nazývajú leptokvarky. Preto sa ich objav možno ešte nepodarí nájsť, no toto je nepochybne cesta k Svätému grálu vedy.