Der er mange flere partikler, mange flere

Fysikere leder efter mystiske partikler, der skal overføre information mellem generationer af kvarker og leptoner og er ansvarlige for deres interaktion. Søgningen er ikke let, men belønningen for at finde leptoquarks kan være enorme.

I moderne fysik er stof på det mest grundlæggende niveau opdelt i to slags partikler. På den ene side er der kvarker, som oftest binder sig sammen og danner protoner og neutroner, som igen danner atomkerner. På den anden side er der leptoner, det vil sige alt andet, der har masse - fra almindelige elektroner til mere eksotiske myoner og toner, til svage, næsten uopdagelige neutrinoer.

Under normale forhold forbliver disse partikler sammen. Quarks interagerer hovedsageligt med andre kvarker, og leptoner med andre leptoner. Men fysikere formoder, at der er flere partikler end medlemmerne af de førnævnte klaner. Meget mere.

En af disse nyligt foreslåede nye klasser af partikler kaldes leptovarki. Ingen har nogensinde fundet direkte beviser for deres eksistens, men forskerne ser nogle indikationer på, at det er muligt. Hvis dette kunne bevises endeligt, ville leptoquarks udfylde hullet mellem leptoner og kvarker ved at binde sig til begge typer partikler. I september 2019, på den videnskabelige genoptryksserver ar xiv, offentliggjorde forsøgsledere, der arbejdede ved Large Hadron Collider (LHC), resultaterne af adskillige eksperimenter, der havde til formål at bekræfte eller udelukke eksistensen af ​​leptoquarks.

Dette blev udtalt af LHC-fysiker Roman Kogler.

Hvad er disse anomalier? Tidligere eksperimenter på LHC, ved Fermilab og andre steder har givet mærkelige resultater - flere partikelproduktionsbegivenheder end almindelig fysik forudsiger. Leptoquarks, der forfalder til fontæner af andre partikler kort efter deres dannelse, kunne forklare disse yderligere begivenheder. Fysikernes arbejde har udelukket eksistensen af ​​visse typer leptoquarks og påpeger, at "mellemliggende" partikler, der ville binde leptoner til bestemte energiniveauer, endnu ikke er dukket op i resultaterne. Det er værd at huske på, at der stadig er en bred vifte af energi, der skal trænge igennem.

Intergenerationelle partikler

Yi-Ming Zhong, fysiker ved Boston University og medforfatter til et teoretisk papir fra oktober 2017 om emnet, offentliggjort i Journal of High Energy Physics som "The Leptoquark Hunter's Guide," sagde, at mens søgningen efter leptoquarks er ekstremt interessant , er det nu accepteret partiklens syn er for snævert.

Partikelfysikere opdeler stofpartikler ikke kun i leptoner og kvarker, men i kategorier, de kalder "generationer". Op- og ned-kvarkerne såvel som elektron- og elektronneutrinoen er "første generations" kvarker og leptoner. Anden generation omfatter charmerede og mærkelige kvarker, såvel som myoner og muonneutrinoer. Og høje og smukke kvarker, tau og taon neutrinoer udgør tredje generation. Første generationspartikler er lettere og mere stabile, mens anden og tredje generations partikler bliver større og har kortere levetid.

Videnskabelige undersøgelser offentliggjort af videnskabsmænd ved LHC tyder på, at leptoquarks adlyder genereringsreglerne, der styrer kendte partikler. Tredje generation leptoquarks kan smelte sammen med en taon og en smuk kvark. Anden generation kan kombineres med myonen og den mærkelige kvark. Etc.

Imidlertid sagde Zhong i et interview med tjenesten "Live Science", at søgningen skulle antage deres eksistens. "Multigenerationelle leptoquarks", der går fra førstegenerationselektroner til tredjegenerationskvarker. Han tilføjede, at videnskabsmænd er klar til at udforske denne mulighed.

Man kan spørge, hvorfor man leder efter leptoquarks, og hvad de kan betyde. Teoretisk meget store. nogle fordi storslået foreningsteori i fysik forudsiger de eksistensen af ​​partikler, der kombineres med leptoner og kvarker, som kaldes leptoquarks. Derfor er deres opdagelse måske endnu ikke fundet, men dette er uden tvivl vejen til videnskabens hellige gral.