חוקרי CERN צפו במגמה מוזרה בנתונים שהופקו על ידי ההתנגשות הגדולה של הדרונים, או LHC: אחד המרכיבים היסודיים של העניין נראה מסוגל באופן זמני עם התאומים המבוססים על המים, ובכך לפתוח חלון על תופעות חדשות העשויות להרגיז את הפיזיקה הבסיסית.
סיפור זה התחיל כאשר החוקרים האחראים עלסולנואיד Muon קומפקטי(CMS), אחד מגלאי ה- LHC המתוחכמים ביותר, העביר נתונים ישנים. הם קיוו למצוא גרסאות היפותטיות חדשות של בוסון היגס המפורסם, שנחשד היה במקור המסה של חלקיקים אחרים.
עודף מוזר של קווארקים
על פי התחזיות של פיזיקאי CERN, אם חלקיקים כאלה קיימים בפועל, הם ללא ספק נוטים לקיים אינטראקציה חזקה עםקווארקס עליון, אחד המרכיבים היסודיים של החומר. תחזית זו מבוססת במיוחד על המסה של סוג זה של קווארק, שיש לה את ההבחנה כבד ביותר בהשוואה לגודל האינסופי שלו.
בוזונים אלטרנטיביים אלה, אם הם היו קיימים, ככל הנראה היו מתפרקים לחפץ בינארי המורכב מרבע עליון וחלק עליון עתיקהמקבילה של האחרונים בתחום אנטימטייר. הזוג הזה, שנקראזוּגלאחר מכן היה מתפרק בתורו על ידי ייצור זריקה של חלקיקים שניתן לגילוי על ידי ה- CMS.
כתוצאה מכך, התבוננות בזוגות יותר TT מהצפוי יכולה להיות סימן מאשר חלקיק אחר, שאינו ידוע עד כה, הופק גם על ידי ההתנגשות. וזו בדיוק עודף מסוג זה, מחברי המחקר שנצפו בנתונים שניתחו. זו תגלית מרגשת, מאזתוצאה זו מצביעה ישירות על נוכחותו של חלקיק מעולם לא זוההו
אבל פרט מטריד נוסף התגלה כרגע.
הטופוניום מציג את קצה אפו
בתוך ה- LHC התנגשו פרוטונים ברמות אנרגיה גבוהות במיוחד. במהלך ההתנגשות ניתן להמיר את האנרגיה בהמוניהם, ובכך ליצור חלקיקים חדשים בהתאם למשוואה המפורסמת E = MC² של איינשטיין. כדי ליצור זוג קווארקים עליונים ואנטי -טרטים (TT), על ההתנגשות לספק לפחות פי שניים מהמסה של הקווארק העליון. זה מייצג כ- 346 GEV (Gigaélectronvolts). זה נקראסף ייצור-אנרגיה המינימלית הדרושה לייצור זוג צמד מהמעלה העליון.
להלכה, אנו מצפים שהעקומה המייצגת את הייצור של זוגות TT אלה כפונקציה של רמת האנרגיה היא די קבועה: היא מתחילה בסף הייצור, ואז בהדרגה כאשר האנרגיה עולה. עם זאת, נתוני CMS הראו כיייצור זוגות TT הגיע לשיא בדיוק ברמת הסף, ולא ברמות אנרגיה גבוהות יותר בהן זוגות אלה בדרך כלל נפוצים הרבה יותר! תופעה זו, אשר בהחלט לא מסופקת על ידי המודל הסטנדרטי, מעניינת מאוד עבור חוקרים. אכן, סוג זה של חוסר עקביות מצביע בדרך כלל על היווצרות של אובייקט לא יציב, בתוחלת חיים קצרה.
לדברי המחברים, זה כנראה טופוניום-ישן לא יציב, שמעולם לא נצפתה, אשר נוצרת בקצרה בגלל התהודה בין רבע עליון לאנטי-טופ. נקודת מבט מרגשת במיוחד עבור פיזיקאי CERN, מכמה סיבות.
תגלית מהפכנית שעלולה להיות מהפכנית
ראשית, פירוש הדבר שעכשיו צפינו בכל משפחת העמדות של קווארקוניום, שם אחד מחברי זוג קווארק-אנטיקארק לא סתם מתקיים יחד, אלא קשורים זה לזה על ידי תופעת תהודה. השניים הראשונים, הכרמוניום (קסם קווארק + קסם עתיק) וה- Boctionumium (התחתית קווארק + תחתית עתיקות) כבר נצפו בשנות ה -70; הטופוניום, לעומת זאת, תמיד היה חסר מאז.
אפילו נהוג היה לחשוב שסביר להניח שלא ניתן יהיה לזהות אותו, בגלל חוסר היציבות יוצא הדופן שלו. אכן, לקווארקים העליונים המבודדים יש את ההרגל המעצבן להתפרק בשני חלקיקים אחרים בזמן קצר להפליא: כל התופעה מתרחשת בפחות זמן ממה שנדרש לאור לכיסוי 0.1 פנטומטר, מיליון מיליארד מטרים!
וכאן התגלית הזו הופכת למרתקת לחלוטין. באופן כללי, מכיוון שהקווארקוניום מורכבים מחומר ואנטי -חומר (קווארק ועתיק שלו), שני המרכיבים נוטים להשמיד זה את זה. אבל הטופוניום, מצידו, נראה כל כך לא יציב עד שתופעה זו אפילו לא הייתה יכולה להתקיים:התפוררות ספונטנית בתחתית ובוסונים W (חפצים מרתקים) מתרחשתאוונטL'Andihilation!
אם אז אושר תוצאה זו, גילוי תופעה זו בתוך ה- LHC יכול אפוא לפתוח חלון ייחודי להתנהגות הקווארק העליון. מסלול מחקרי מבטיח מאוד, מכיוון שהוא מרכיב בסיסי של חומר שממלא תפקיד מכריע במבנה היקום שלנו.
בסופו של דבר זה יכול להוביל לגילוי שלתופעות אקזוטיות חדשות מעבר למודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, עם כל זה מרמז על הבנתנו את העולם סביבנו.
טקסט המחקר זמיןICIו
🟣 לא להחמיץ שום חדשות בעיתון החנון, הירשםחדשות גוגלואילךWhatsApp שלנוו ואם אתה אוהב אותנו, יש לנועלון כל בוקרו
