Velký hadronový urychlovač (LHC), obrovský urychlovač částic, nadále posouvá hranice vědy a v nedávných experimentech s jeho účastí vědci objevili něco, co může být prvním potenciálním důkazem existence subatomárního kvazičástice zvaného odderon, který do té doby existoval pouze teoreticky … Získané výsledky se týkají hadronů, rodiny elementárních částic, která zahrnuje protony a neutrony, které jsou složeny z kvarků „slepených dohromady“s gluony.
Vědci při svých experimentech s LHC použili speciální režim činnosti urychlovače, při kterém srážky protonů zůstávají neporušené, místo aby byly zničeny, což generuje celé sprchy sekundárních částic. Dříve, během podobných experimentů, bylo zjištěno, že při takových srážkách protony neletí jen od sebe, podaří se jim velmi rychle vyměnit několik gluonů. V tomto případě byl počet „výměnných“gluonů vždy ještě dříve.
Nakonec vědci nenašli samotný odderon, ale vědci pozorovali určité účinky, které by mohly naznačovat jeho přítomnost. Fyzici používali protony, které mají vysokou energii, což jim umožnilo dosáhnout větší přesnosti jejich měření. A ve výsledcích těchto měření byly nalezeny případy výměny mezi protony s lichým počtem gluonů, což vůbec nezapadá do všech existujících modelů těchto procesů. Vědci se domnívají, že to je odderon, kvazičástice skládající se v tomto případě ze tří, pěti, sedmi nebo více lichých počtů gluonů, který je zodpovědný za tento rozpor, který se krátce vytvoří v okamžiku srážky protonů.
"Získané výsledky neporušují stávající standardní model částicové fyziky." V tomto modelu je celá řada „temných míst“a naše práce nám umožnila „osvětlit“pouze jednu z těchto oblastí a přidat k ní další nové podrobnosti, “říká fyzik částicové fyziky a subelementu Timothy Raben z University of Kansas.
Pro vyhledávání byly použity vysoce citlivé senzory experimentu TOTEM, instalované ve čtyřech klíčových bodech tunelu urychlovače, kde se protonové paprsky „protínají“a každou sekundu dochází k miliardám srážek.
"Jedním z možných vysvětlení, proč se protony mohou srážet bez destrukce, je odderon, ale v praxi to vědci nikdy nepozorovali." Může to být poprvé, kdy byl získán skutečný důkaz o existenci těchto kvazičástic, “komentuje Simona Giani, mluvčí skupiny fyziků pracujících s experimentem TOTEM, který je součástí společného hledání kvazičástic.
Pro laika je poměrně obtížné to pochopit, takže to vědci vysvětlují na příkladu autopřepravníku přepravujícího auta v přívěsu.
"Představte si, že protony jsou dva velké kamiony přepravující auta." Ty jsou často vidět na silnici, “vysvětluje Raben.
Propagační video:
"Nyní si představte, že se tyto dva kamiony navzájem srazily, ale po nehodě zůstanou kamiony neporušené, ale auta, která přepravovali, budou létat různými směry." A zároveň se ve vzduchu doslova formují nová auta. Energie přechází do stavu hmoty. “
"Fyzici loví teoretické odderony posledních desetiletí, počínaje sedmdesátými léty." Avšak tehdejší technologické možnosti jednoduše neposkytly důkazy o existenci Odderonů, “dodává Raben.
Do experimentů s cílem najít odderony bylo zapojeno více než 100 vědců z osmi zemí. V LHC každou sekundu zrychlovaly miliardy protonových párů. Díky modernizaci hadronového urychlovače v roce 2015 byla špičková energetická hladina zrychlených protonů 13 TeV.
Ačkoli vědci nebyli schopni přímo sledovat odderon, byli svědky jeho účinků a doufají, že v budoucnu dosáhnou transparentnějších výsledků. Vědci se domnívají, že další modernizace LHC jim umožní dosáhnout, což umožní zrychlujícím se částicím dosáhnout ještě vyšších energetických ukazatelů.
"Očekáváme skvělé výsledky v příštích několika letech," uvedl Christophe Royon z University of Kansas.
Výsledky aktuální práce byly zveřejněny na webu ArXiv.org a v současné době čekají na vyhodnocení dalšími odborníky.
Nikolay Khizhnyak