Didelis hadronų greitintuvas (LHC), didžiulis dalelių greitintuvas, ir toliau verčia mokslo ribas, o pastarieji eksperimentai su jo dalyvavimu mokslininkai atrado tai, kas gali būti pirmas galimas įrodymas, kad egzistuoja subatominė kvazidalelė, vadinama odderonu, kuris iki tol egzistavo tik teoriškai. … Gauti rezultatai yra susiję su hadronais - elementariųjų dalelių šeima, kuriai priklauso protonai ir neutronai, kuriuos sudaro kvarkai, „sulipdyti“su gluonais.
Atlikdami eksperimentus su LHC, mokslininkai naudojo specialų akceleratoriaus veikimo režimą, kai susidūrę protonai lieka nepažeisti, o ne sunaikinami, sukuriant ištisus antrinių dalelių dušu. Anksčiau per panašius eksperimentus buvo pastebėta, kad įvykus tokiems susidūrimams protonai ne tik nuskrieja vienas nuo kito, bet ir labai greitai sugeba pasikeisti keliais gluonais. Šiuo atveju „mainų“gluonų skaičius visada buvo dar didesnis.
Galų gale mokslininkai nerado paties odderono, tačiau mokslininkai pastebėjo tam tikrus padarinius, kurie galėtų rodyti jo buvimą. Fizikai naudojo protonus, kurių energija yra didelė, o tai leido pasiekti didesnį matavimų tikslumą. Šių matavimų rezultatuose buvo rasti protonų mainų su nelyginiu gliuonų skaičiumi atvejai, kurie visiškai netinka visiems esamiems tokių procesų modeliams. Tyrėjai mano, kad būtent odderonas - kvazidalelė, susidedanti iš trijų, penkių, septynių ar daugiau nelyginių skaičių gluonų, yra atsakinga už šį neatitikimą, kuris susidaro trumpam protonų susidūrimo momentu.
„Gauti rezultatai nepažeidžia esamo dalelių fizikos standartinio modelio. Šiame modelyje yra nemažai „tamsių dėmių“, o mūsų darbas leido „apšviesti“tik vieną iš šių sričių ir pridėti prie jos dar vieną naują detalę “, - sako dalelių fizikos ir pogrindžio fizikas Timothy Rabenas iš Kanzaso universiteto.
Paieškoms buvo naudojami labai jautrūs TOTEM eksperimento jutikliai, sumontuoti keturiuose pagrindiniuose susidūrimo tunelio taškuose, kur protonų pluoštai „kryžminasi“ir kas sekundę įvyksta milijardai susidūrimų.
„Vienas iš galimų paaiškinimų, kodėl protonai gali susidurti be sunaikinimo, yra odderonas, tačiau praktiškai mokslininkai to niekada nepastebėjo. Tai gali būti pirmas kartas, kai gaunamas tikras šių kvazidalelių egzistavimo įrodymas “, - komentuoja fizikų grupės atstovė Simona Giani, dirbanti su TOTEM eksperimentu, kuris yra bendros kvasodalelių paieškos dalis.
Ne pasauliečiams tai gana sunku suprasti, todėl mokslininkai tai paaiškina naudodamiesi autovežio, gabenančio automobilius priekaboje, pavyzdžiu.
„Įsivaizduokite, kad protonai yra du dideli traktoriai, vežantys automobilius. Tai dažnai matoma kelyje “, - paaiškina Rabenas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Dabar įsivaizduokite, kad šie du sunkvežimiai susiduria tarpusavyje, tačiau po avarijos sunkvežimiai lieka nepažeisti, tačiau jų gabenami automobiliai skris į skirtingas puses. Tuo pačiu metu tiesiogine prasme ore formuojasi nauji automobiliai. Energija pereina į materijos būseną “.
„Fizikai pastaruosius kelis dešimtmečius, pradedant nuo 1970-ųjų, medžioja teorinius odderonus. Tačiau to meto technologinės galimybės tiesiog nepateikė Odderonų egzistavimo įrodymų “, - priduria Rabenas.
Odderonų radimo eksperimentuose dalyvavo daugiau nei 100 mokslininkų iš aštuonių šalių. Kiekvieną sekundę LHC viduje greitėjo milijardai protonų porų. 2015 m. Modernizavus hadronų kolektorių, didžiausias pagreitintų protonų energijos lygis buvo 13 TeV.
Nors mokslininkams nepavyko tiesiogiai stebėti odderono, jie matė jo poveikį ir tikisi ateityje gauti skaidresnių rezultatų. Mokslininkai mano, kad kitas LHC modernizavimas leis juos pasiekti, o tai leis pagreitinti daleles iki dar didesnių energijos rodiklių.
"Mes tikimės puikių rezultatų per ateinančius kelerius metus", - komentavo Christophe'as Royonas iš Kanzaso universiteto.
Dabartinio darbo rezultatai buvo paskelbti „ArXiv.org“svetainėje ir šiuo metu laukia kitų ekspertų įvertinimo.
Nikolajus Chizhnyakas