Daar is baie meer deeltjies, baie meer

Fisici is op soek na geheimsinnige deeltjies wat inligting tussen generasies van kwarke en leptone moet oordra en verantwoordelik is vir hul interaksie. Die soektog is nie maklik nie, maar die belonings vir die vind van leptoquarks kan enorm wees.

In moderne fisika, op die mees basiese vlak, word materie in twee soorte deeltjies verdeel. Aan die een kant is daar kwarke, wat meestal saambind om protone en neutrone te vorm, wat weer die kerne van atome vorm. Aan die ander kant is daar leptone, dit wil sê alles anders wat massa het – van gewone elektrone tot meer eksotiese muone en tone, tot flou, amper onopspoorbare neutrino’s.

Onder normale toestande bly hierdie deeltjies bymekaar. Quarks het hoofsaaklik interaksie met ander kwarke, en leptone met ander leptone. Fisici vermoed egter dat daar meer deeltjies is as die lede van die voorgenoemde stamme. Baie meer.

Een van hierdie onlangs voorgestelde nuwe klasse deeltjies word genoem leptovarki. Niemand het ooit direkte bewyse van hul bestaan ​​gevind nie, maar navorsers sien 'n paar aanduidings dat dit moontlik is. As dit definitief bewys kon word, sou leptoquarks die gaping tussen leptone en kwarke vul deur aan beide tipes deeltjies te bind. In September 2019, op die wetenskaplike herdrukbediener ar xiv, het eksperimenteerders wat by die Large Hadron Collider (LHC) werk, die resultate van verskeie eksperimente gepubliseer wat daarop gemik was om die bestaan ​​van leptoquarks te bevestig of uit te sluit.

Dit is deur LHC fisikus Roman Kogler gesê.

Wat is hierdie afwykings? Vroeëre eksperimente by die LHC, by Fermilab en elders het vreemde resultate opgelewer - meer deeltjieproduksiegebeure as wat hoofstroomfisika voorspel. Leptoquarks wat kort ná hul vorming in fonteine ​​van ander deeltjies verval, kan hierdie bykomende gebeure verklaar. Die fisici se werk het die bestaan ​​van sekere tipes leptoquarks uitgesluit en daarop gewys dat "intermediêre" deeltjies wat leptone aan sekere energievlakke sou bind, nog nie in die resultate verskyn het nie. Dit is die moeite werd om te onthou dat daar nog wye reekse energie is om binne te dring.

Intergenerasionele deeltjies

Yi-Ming Zhong, 'n fisikus aan die Boston Universiteit en mede-outeur van 'n Oktober 2017 teoretiese referaat oor die onderwerp, gepubliseer in die Journal of High Energy Physics as "The Leptoquark Hunter's Guide," het gesê dat hoewel die soektog na leptoquarks uiters interessant is , word dit nou aanvaar die deeltjie se visie is te nou.

Deeltjiefisici verdeel materiedeeltjies nie net in leptone en kwarke nie, maar in kategorieë wat hulle "generasies" noem. Die op- en afkwarke, sowel as die elektron- en elektronneutrino, is "eerste generasie" kwarke en leptone. Die tweede generasie sluit bekoorlike en vreemde kwarke in, sowel as muone en muonneutrino's. En lang en pragtige kwarks, tau en taon neutrino's maak die derde generasie uit. Die eerste generasie deeltjies is ligter en meer stabiel, terwyl die tweede en derde generasie deeltjies lywiger word en korter lewensduur het.

Wetenskaplike studies gepubliseer deur wetenskaplikes by die LHC dui daarop dat leptoquarks die reëls van generasie gehoorsaam wat bekende deeltjies beheer. Derde generasie leptoquarks kan saamsmelt met 'n taon en 'n pragtige kwark. Die tweede generasie kan gekombineer word met die muon en die vreemde kwark. Ens.

Zhong het egter in 'n onderhoud met die diens "Live Science" gesê dat die soektog hul bestaan ​​moet aanvaar. "Multigenerational leptoquarks", wat van eerstegenerasie-elektrone na derdegenerasie-kwarke beweeg. Hy het bygevoeg dat wetenskaplikes gereed is om hierdie moontlikheid te ondersoek.

Mens kan vra hoekom soek na leptoquarks en wat dit kan beteken. Teoreties baie groot. sommige omdat groot eenwordingsteorie in fisika voorspel hulle die bestaan ​​van deeltjies wat kombineer met leptone en kwarke, wat leptokwarke genoem word. Daarom is hul ontdekking dalk nog nie gevind nie, maar dit is ongetwyfeld die pad na die Heilige Graal van die wetenskap.