Екзотични нови частици бяха наблюдавани в адронния колайдер
Физиците от Европейската организация за нуклеарни проучвания (ЦЕРН) оповестиха при започване на юли, че са следили три екзотични нови вида частици, които в никакъв случай не са били виждани до момента. Те осветяват субатомен свят, който не разбираме изцяло.
Наблюдението е направено благодарение на Големия адронен колайдер (LHC), най-големият ускорител на частици в света. Той работи, като форсира два лъча адрони – особено протони или йони – към и в 27-километров кръг, преди да ги разбие една в друга съвсем със скоростта на светлината.
След това се употребяват извънредно чувствителни детектори, с цел да се види какво се е случило за елементи от секундата след този конфликт. Идеята е, че високоенергийните конфликти на частици могат краткотрайно да произведат редки, екзотични частици, които нормално не виждаме, и тези редки частици могат да ни опишат за някои от най-фундаменталните характерности на нашата галактика: от кое място идва масата, да вземем за пример и какво съставляват тъмната материя и тъмната сила.
LHC започва за първи път на 10 септември 2008 година Оттогава претърпя разнообразни промени и до тази пролет беше офлайн повече от три години за поддръжка и надстройка.
Миналата седмица учените още веднъж включиха ускорителя, изстрелвайки лъчи от частици на по-високи енергийни равнища от всеки път. Сблъсъците създадоха три невиждани до момента частици: нов тип пентакварк, нов тип тетракварк и първата двойка тетракварки.
Кварките са дребни частици, които се комбинират, с цел да образуват адрони – клас частици, който включва елементарните атомни градивни детайли, известни като протони и неутрони – и се оферират в шест типа, известни като „ аромати “. Тези усети са „ нагоре “, „ надолу “, „ сексапил “, „ чудноват връх “ и „ долу “.
Самите кварки се свързват дружно посредством глуони, което им разрешава да вършат по-големи частици. Кварките са свързани дружно от мощната нуклеарна мощ – една от четирите съществени сили на Вселената дружно със слабата нуклеарна мощ, електромагнетизма и гравитацията.
Обикновено кварките се комбинират в групи от по две и по три. Протоните, да вземем за пример, са формирани от три кварки. Въпреки това, в редки случаи кварките могат да се комбинират в групи от четири или пет – надлежно тетракварки и пентакварки.
Докато те са били следени и преди, най-новото изобретение бележи първия път, когато са открити в избрани комбинации. „ Тези открития са много значими, защото удостоверяват съществуването на „ екзотични “ положения на пентакварк и тетракварк с разнообразни комбинации от кварк, в това число този път и странния кварк “, сподели Никола Нери, старши член на опита LHCb, в който бяха открити частиците.
„ Съставът на кварките и глуоните на адроните може да бъде доста комплициран заради нашата лимитирана дарба да изчисляваме резултатите от мощни взаимоотношения. Силната мощ обаче е сходна за леките кварки: нагоре, надолу и странни кварки. Това е симетричност на тяхната природа, която би трябвало да бъде отразена в екзотичните пентакваркови и тетракваркови положения и в техните свойства при заменяне на чудноват кварк с прогресивен или невисок кварк.
„ Можем да предвидим връзките сред тези положения и да проверим посредством премерване на техните свойства като маса, присъща широчина и квантови цифри, в случай че пробните резултати са в сходство с теорията. Тези измервания ще оказват помощ за разбирането на природата на „ екзотичните “ адрони и свързването с механизъм, образуващ такива положения.
„ Важно е да се разпознават модели измежду разнообразни „ екзотични “ адрони, с цел да можем да проверим теоретичните прогнози и да подобрим нашето схващане за мощни взаимоотношения. По-специално, ние не знаем по какъв начин да предвидим маси, ширини и квантови цифри на екзотични положения, защото към момента не можем да създадем точни калкулации, като се стартира от първите правила. “
Нери добави, че опитите с LHC, включващи огромни проби от данни и доста напреднали датчици, ще оказват помощ при създаването на модели за прогнози.
Скорошният цикъл на LHC е един от многото, които се чака да бъдат осъществени в невиждан брой през идващите четири години, станал вероятен от неотдавнашната работа по надграждане и поддръжка на колайдера. Предстоящата серия от опити се назовава Run 3.
По-специално секцията LHCb, където бяха открити новите комбинации от кварки, е претърпяла цялостна реорганизация. Сега се чака този сектор от LHC да усили броя на конфликти с коефициент три, съгласно CERN.
LHCb е планиран да изследва леките разлики сред материята и антиматерията посредством проучване на характерен вид кварк, прочут като „ кварк за хубост “. Той употребява детектор от 5600 тона и се ръководи от към 1565 учени от 20 страни.
