Завдяки сумлінній праці вчені знайшли докази існування квазічастки, яка була вперше висунута як гіпотеза майже 50 років тому: одерона.
Одерон – це комбінація субатомних часток, а не нова фундаментальна частка, але в деяких взаємодіях він діє як така, і то, як він вписується в фундаментальні будівельні блоки матерії, робить це відкриття величезним проривом для фізиків.
Зрештою, одерон був виявлений за допомогою докладного аналізу двох груп даних, досягнувши ймовірності 5 сигм, яку дослідники використовують як порогове значення. Це означає, що якби одерона не існувало, ймовірність того, що ми випадково спостерігаємо подібний ефект в даних, була б 1 з 3,5 млн.
Такі частки, як протони і нейтрони, складаються з дрібніших субатомних часток: простіше кажучи, кварки «склеєні» з глюонами, які несуть силу. З’єднання протонів в прискорювачі часток дає нам можливість заглянути в їх внутрішню структуру, насичену глюонами.
Коли два протони стикаються один з одним, але, якимось чином, переживають зіткнення, цю взаємодію – тип пружного розсіювання – можна пояснити тим, що протони обмінюються парним або непарним числом глюонів.
Якщо це число парне, це робота квазічастки померона. Інший варіант – який, здається, трапляється набагато рідше – це квазічастки одерона, з’єднання з непарним числом глюонів. Досьогодні вчені не могли виявити одерони в експериментах, хоча теоретична квантова фізика передбачала, що вони повинні існувати.
Дослідження
Дослідники проаналізували великий набір даних, отриманих з прискорювача часток Великого адронного коллайдера (LHC) в Швейцарії і прискорювача часток Теватрон в США.
Мільйони точок даних були вивчені для порівняння протон-протонних або протон-антипротонних зіткнень, поки вчені не переконалися, що вони бачили результати – глюонні з’єднання з непарним номером – що було б можливо тільки в тому випадку, якби одерон існував.
Порівняння двох типів зіткнень виявило явну різницю в обміні енергією – ця різниця свідчить про одерон. Потім команда об’єднала точніші вимірювання з попереднім експериментом у 2018 році, який виключив деякі невизначеності, що дозволило їм вперше досягти такого високого рівня достовірності виявлення.
Це відкриття також допомагає заповнити деякі прогалини в сучасній ідеї квантової хромодинаміки або КХД, гіпотезі про те, як кварки і глюони взаємодіють на мінімальному рівні. Ми говоримо про стан матерії в найдрібніших масштабах і про те, як все у Всесвіті збирається воєдино.
Більш того, за словами дослідників, спеціалізована технологія, розроблена для відстеження одерона, може знайти безліч інших застосувань в майбутньому: наприклад, в медичних інструментах. І хоча це дослідження не дає відповідей на всі питання про одерони і про те, як вони функціонують, це найкращий доказ того, що вони існують. Майбутні експерименти з прискорювачами елементарних часток дадуть додаткові підтвердження і, безсумнівно, викличуть ще питання.
Читайте також: