Sunt mult mai multe particule, mult mai multe
Fizicienii caută particule misterioase care trebuie să transmită informații între generații de quarci și leptoni și sunt responsabile pentru interacțiunile lor. Căutarea nu este ușoară, dar recompensa pentru găsirea de leptoquarci poate fi enormă.
În fizica modernă, la nivelul cel mai elementar, materia este împărțită în două tipuri de particule. Pe de o parte, există quarci, care cel mai adesea se leagă împreună pentru a forma protoni și neutroni, care, la rândul lor, formează nucleele atomilor. Pe de altă parte, există leptoni, adică orice altceva care are masă - de la electroni obișnuiți la muoni și tonuri mai exotice, până la neutrini slabi, aproape nedetectabili.
În condiții normale, aceste particule rămân împreună. Quarcii interacționează în principal cu alții quarcuri, și leptoni cu alți leptoni. Cu toate acestea, fizicienii bănuiesc că există mai multe particule decât membri ai clanurilor menționate mai sus. Mult mai mult.
Una dintre aceste noi clase de particule propuse recent este numită leptoquarks. Nimeni nu a găsit vreodată dovezi directe ale existenței lor, dar cercetătorii văd câteva semne că este posibil. Dacă acest lucru ar putea fi demonstrat în mod concludent, leptoquark-urile ar umple golul dintre leptoni și quarci, legându-se de ambele tipuri de particule. În septembrie 2019, pe serverul de retipărire științifică ar xiv, experimentatorii care lucrează la Large Hadron Collider (LHC) au publicat rezultatele mai multor experimente menite să confirme sau să excludă existența leptoquarcilor.
Acest lucru a fost declarat de fizicianul LHC Roman Kogler.
Care sunt aceste anomalii? Experimentele anterioare la LHC, Fermilab și în alte părți au dat rezultate ciudate - mai multe evenimente de formare de particule decât prezice teoria fizică curentă. Leptoquarks care se descompun în fântâni de alte particule la scurt timp după formarea lor ar putea explica aceste evenimente suplimentare. Lucrările fizicienilor au exclus existența anumitor tipuri de leptoquarci, indicând faptul că particulele „intermediare” care ar lega leptonii la niveluri specifice de energie nu au apărut încă în rezultate. Merită să ne amintim că există încă o gamă largă de energie de pătruns.
Particule intergeneraționale
Yi-Ming Zhong – un fizician la Universitatea din Boston și coautor al unei lucrări teoretice pe această temă din octombrie 2017, publicată în Journal of High Energy Physics sub numele de „The Leptoquark Hunter’s Guide” – a spus că, în timp ce căutarea de leptoquarks este extrem de interesantă, acest lucru este acum acceptat vederea particulelor este prea îngustă.
Fizicienii particulelor împart particulele de materie nu numai în leptoni și quarci, ci și în categorii pe care le numesc „generații”. Cuarcii sus și jos, precum și electronii și neutrinii de electroni, sunt quarci și leptoni de „prima generație”. A doua generație include farmec și quarci ciudați, precum și muoni și neutrini muoni. Iar quarcurile înalte și frumoase, neutrinii tau și taon formează a treia generație. Particulele din prima generație sunt mai ușoare și mai stabile, în timp ce particulele din a doua și a treia generație devin din ce în ce mai voluminoase și au o durată de viață din ce în ce mai scurtă.
Cercetările științifice publicate de oamenii de știință de la LHC sugerează că leptoquarcii respectă regulile de generare care guvernează particulele cunoscute. Leptoquarkurile din a treia generație pot fuziona cu thaonul și cuarcul de frumusețe. A doua generație poate fi combinată cu muonul și cuarcul ciudat. Și așa mai departe.
Cu toate acestea, Zhong, într-un interviu cu serviciul Live Science, a spus că căutarea ar trebui să-și asume existența. „Leptoquarks multigenerație”, trecând de la electronii din prima generație la quarcii din a treia generație. El a adăugat că oamenii de știință sunt gata să exploreze această posibilitate.
S-ar putea întreba de ce căutați leptoquarci și ce ar putea însemna aceștia. Teoretic foarte mare. Unii pentru că teoria mare unificată în fizică, ei prezic existența unor particule care se combină cu leptoni și cuarci, numite leptoquarci. Prin urmare, descoperirea lor poate să nu fie încă găsită, dar este, fără îndoială, calea către Sfântul Graal al științei.
