יש הרבה יותר חלקיקים, הרבה יותר

פיזיקאים מחפשים חלקיקים מסתוריים שחייבים להעביר מידע בין דורות של קווארקים ולפטונים ואחראים לאינטראקציה ביניהם. החיפוש אינו קל, אך התגמול על מציאת הלפטוקווארקים יכול להיות עצום.

בפיזיקה המודרנית, ברמה הבסיסית ביותר, החומר מחולק לשני סוגים של חלקיקים. מצד אחד, ישנם קווארקים, שלרוב מתחברים יחד ליצירת פרוטונים וניוטרונים, אשר בתורם יוצרים גרעינים של אטומים. מצד שני, יש הלפטונים, כלומר כל דבר אחר שיש לו מסה - מאלקטרונים רגילים ועד מיואונים וטונים אקזוטיים יותר ועד ניטרינו חלשים שכמעט בלתי ניתנים לזיהוי.

בתנאים רגילים, חלקיקים אלה נשארים יחד. קווארקים מקיימים אינטראקציה בעיקר עם אחרים קווארקים, ולפטונים עם לפטונים אחרים. עם זאת, פיזיקאים חושדים שיש יותר חלקיקים מחברי החמולות הנ"ל. הרבה יותר.

אחד מאותם סוגים חדשים של חלקיקים שהוצעו לאחרונה נקרא leptovarki. איש מעולם לא מצא ראיות ישירות לקיומם, אבל החוקרים רואים כמה אינדיקציות לכך שזה אפשרי. אם ניתן היה להוכיח זאת באופן סופי, הלפטוקווארקים ימלאו את הפער בין הלפטונים לקווארקים על ידי קשירה לשני סוגי החלקיקים. בספטמבר 2019, בשרת ההדפסה מחדש המדעית ar xiv, נסיינים העובדים במאיץ ההדרונים הגדול (LHC) פרסמו תוצאות של מספר ניסויים שמטרתם לאשש או לשלול את קיומם של לפטוקווארקים.

זה נאמר על ידי הפיזיקאי של LHC רומן קוגלר.

מה זה החריגות האלה? ניסויים מוקדמים יותר ב-LHC, ב-Fermilab ובמקומות אחרים הניבו תוצאות מוזרות - יותר אירועי ייצור חלקיקים ממה שהפיזיקה המרכזית חוזה. לפטוקווארקים שמתפרקים למזרקות של חלקיקים אחרים זמן קצר לאחר היווצרותם יכולים להסביר את האירועים הנוספים הללו. עבודתם של הפיזיקאים שללה את קיומם של סוגים מסוימים של לפטוקוורק, והצביעה על כך שחלקיקי "ביניים" שיקשרו הלפטונים לרמות אנרגיה מסוימות טרם הופיעו בתוצאות. כדאי לזכור שעדיין יש טווחים רחבים של אנרגיה לחדור.

חלקיקים בין-דוריים

יי-מינג ז'ונג, פיזיקאי מאוניברסיטת בוסטון ומחבר שותף של מאמר תיאורטי בנושא מאוקטובר 2017, שפורסם ב-Journal of High Energy Physics כ"מדריך הצייד של הלפטוקווארק", אמר שאמנם החיפוש אחר הלפטוקווארקים מעניין ביותר , עכשיו זה מקובל הראייה של החלקיק צרה מדי.

פיזיקאים של חלקיקים מחלקים את חלקיקי החומר לא רק ללפטונים וקווארקים, אלא לקטגוריות שהם מכנים "דורות". הקווארקים למעלה ולמטה, כמו גם נייטרינו האלקטרונים והאלקטרונים, הם קווארקים ולפטונים של "דור ראשון". הדור השני כולל קווארקים מוקסמים ומוזרים, כמו גם מיואונים וניטרינו מיאון. וקווארקים גבוהים ויפים, נייטרינו טאו וטאון מרכיבים את הדור השלישי. חלקיקי הדור הראשון קלים ויציבים יותר, בעוד שחלקיקים מהדור השני והשלישי הולכים ונעשים מגושמים יותר ואורך חיים קצר יותר.

מחקרים מדעיים שפורסמו על ידי מדענים ב-LHC מצביעים על כך שלפטוקווארקים מצייתים לכללי הדור השולטים בחלקיקים ידועים. ללפטוקווארקים מהדור השלישי יכולים להתמזג עם טאון וקווארק יפהפה. ניתן לשלב את הדור השני עם המיון והקווארק המוזר. וכו.

עם זאת, Zhong, בראיון לשירות "Live Science", אמר כי החיפוש צריך להניח את קיומם. "לפטוקווארקים רב-דוריים", עוברים מאלקטרונים מהדור הראשון לקווארקים מהדור השלישי. הוא הוסיף כי מדענים מוכנים לחקור את האפשרות הזו.

אפשר לשאול למה לחפש לפטוקווארקים ומה הם עשויים להתכוון. תיאורטית גדול מאוד. חלק בגלל תיאוריית האיחוד הגדול בפיזיקה, הם מנבאים את קיומם של חלקיקים המשתלבים עם הלפטונים והקווארקים, הנקראים לפטוקווארקים. לכן, ייתכן שעדיין לא נמצא הגילוי שלהם, אבל זו ללא ספק הדרך אל הגביע הקדוש של המדע.