БАК ЦЕРНа только что обнаружил свидетельство странного на квазичастице после 44-летнего поиска.
Прошло много времени с тех пор, как это было впервые предложено, но теперь ученые, похоже, наконец нашли доказательства существования странного квантового объекта под названием «оддерон». «Мы искали это с 1970-х годов, - говорит Кристоф Ройон из Канзасского университета (Великобритания).
Глюоны (g), удерживающие вместе верхний (u) и нижний (d) кварки протона. (генерал-fmv)
Адроны - это такие частицы, как протоны и нейтроны, состоящие из кварков, соединенных друг с другом глюонами. Когда протоны сталкиваются в коллайдере, они иногда выживают, чтобы извергнуть глюоны, запертые в позиционном отношении друг к другу, называемом «связанным состоянием». Партнеры-глюоны считаются «квазичастицами», потому что они ведут себя как частицы, действуя вместе как один объект. Возможность того, что могут существовать «оддероны», квазичастицы с нечетными номерами, была предложена в 1973 году. Теперь большая группа физиков, работающих на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН, представила на экспертную оценку исследование, в котором утверждается, что они, возможно, наконец стали свидетелями свидетельство существования оддеронов.
Преподаватель KU Тимоти Рабен предлагает способ визуализации образования квазичастиц при столкновении протонов. «Протоны взаимодействуют как два больших полуприцепа, которые перевозят автомобили, такие вы видите на шоссе. Если бы эти грузовики столкнулись вместе, после столкновения у вас все еще были бы грузовики [протоны], но автомобили [глюоны] теперь были бы снаружи, а не на борту грузовиков, а также были бы произведены новые автомобили [квазичастицы] (энергия превращается в материю). В таких случаях протоны считаются «отклоненными», поскольку они выживают, но без некоторых своих глюонов.
Более 100 физиков из восьми стран работали над проектом с использованием эксперимента ЦЕРН TOTEM. «TOTEM» - это сокращение от «TOTal сечение, измерение упругого рассеяния и дифракционной диссоциации на LHC», и его задача - «точное измерение сечения протон-протонного взаимодействия, а также углубленное изучение протонная структура». Он расположен в 440-метровой секции БАК, расположенной рядом с точкой в системе, в которой протонные пучки сталкиваются друг с другом.
Никола Турини, официальный представитель TOTEM (ЦЕРН)
До этого физики наблюдали только признаки четных наборов связанных глюонов. Однако теперь исследователи смогли воспользоваться новыми высокими уровнями энергии, впервые полученными LCH в 2015 году. Они также смогли проводить более точные наблюдения благодаря быстродействующим детекторам TOTEM, которые могут измерять время полет протонов.
Ройон говорит: «До сих пор большинство моделей думали, что существует пара глюонов - всегда четное число. Теперь мы впервые измеряем большее количество событий и свойств и при новой энергии. Мы нашли измерения, которые несовместимы с этой традиционной моделью предположения о четном числе глюонов. Это своего рода открытие, которое мы могли бы увидеть впервые, этот странный обмен числами глюонов. Глюонов может быть три, пять, семь или больше».
Ценность нового исследования заключается в том, что оно добавляет дополнительные детали к принятой Стандартной модели физики элементарных частиц, предсказывающей поведение материи. Рабен говорит: «Это не нарушает Стандартную модель, но в Стандартной модели есть очень непрозрачные области, и эта работа проливает свет на одну из этих непрозрачных областей».
Помимо оддеронов, TOTEM рассматривается как захватывающая платформа для дальнейших достижений в области медицины, измерения космических лучей и опреснения морской воды.