Физиците търсят неуловима частица, която се размахва и в двете посоки и ако ги намерят, това би могло да обясни няколко причудливи резултата, открити при атомните чукове по целия свят.
В съвременната физика материята е разделена на най-основното си ниво на два вида частици: От една страна са кварки, които най-често се свързват заедно, за да образуват протони и неутрони, които от своя страна съставят ядрата на атомите. От друга страна са лептоните. Те включват всичко останало с маса - от обикновените електрони до по-екзотичните мюони и тауси, до слаби, почти неоткриваеми неутрино. При нормални обстоятелства тези частици се придържат главно към собствения си вид; кварците взаимодействат основно с други кварки, а лептоните с други лептони.
Но физиците подозират, че има повече частици там. Много повече. И един от тези предложени класове частици се нарича лептокварк. Ако съществуват, лептокварките ще преодолеят разликата между лептони и кварки, свързвайки се с двата вида частици. Никой никога не е намерил преки доказателства за съществуването на лептокварки, но изследователите имат основание да подозират, че са там. През септември експерименталистите от Големия адронен колайдер (LHC) публикуваха резултатите от няколко експеримента в журнала за предпечатници arXiv, чиято цел е да докаже или опровергае съществуването им.
„Лептокварките са се превърнали в една от най-трудните идеи за разширяване на нашите изчисления, тъй като те дават възможност да се обяснят няколко наблюдавани аномалии“, казва в изявление Роман Коглер, физик в LHC.
Само какви са тези аномалии? Миналите експерименти в LHC, Fermilab и на други места са показали странни резултати, с повече „събития“, при които са създадени частици, отколкото прогнозираните доминиращи теории на физиката. Лептокварките, които биха се разпаднали на душове на други частици скоро след създаването им, може да обяснят тези допълнителни събития.
За да ловуват лептоквар, изследователите от LHC пресяват огромни обеми от данни. LHC разбива протони заедно с изключително високи енергии и надеждата, че с течение на времето ще се появят модели в данните от онези сблъсъци, които биха показали, че лептокварки от време на време се появяват за кратко в този творчески пламък.
Досега новоиздадените документи изключват само някои видове лептокварки, показващи, че лептокварки, които биха свързвали лептоните с кварки при определени енергийни нива, все още не са се появили. Но все още има широка гама енергия за изследване.
Йиминг Джонг, физик от Бостънския университет и съосновен автор на теоретична статия от октомври 2017 г., публикувана в The Journal of High Energy Physics, озаглавена „Ръководството на лоптокарковия ловец“, заяви, че макар да е вълнуващо да видите изследователи на LHC, които ловуват лептокварки, той смята, че тяхното виждане за многочастичната частица е твърде тясна.
Физиците от частици разделят частиците на материята не само на лептони и кварки, но и на категории, които наричат „поколения“. Кварките нагоре и надолу, както и електронът и електронното неутрино, са кваркове и лептони от първо поколение. Второто поколение включва чар и странни кварки, както и мюони и муонни неутрино. И най-добрите кварки, дънните кварки, таусовите и тау неутрино са третото поколение, според CERN, Европейската организация за ядрени изследвания, която управлява LHC. Частиците от първо поколение са по-леки и по-стабилни, докато второто и третото поколение са по-масивни и по-краткотрайни.
Публикуваните от LHC търсения в лептокварк предполагат, че лептокварките следват генерационни правила, които управляват известните частици. Трето поколение лептокварк може да се съчетае с тау и дънен кварк. Второ поколение може да се съчетае с мюон и странен кварк. И така нататък.
Но Джонг каза на Live Science, че всеки пълен лов на лептокварки трябва да предполага, че "многогенерационни лептокварки" може да са там, като се разлюля бурно може би от електроните от първо поколение до дънните кваркове от трето поколение. Той каза, че е чул слухове, че изследователите там са готови да започнат такова търсене, но никой от документите, които все още са пуснати от LHC, не отразява тази отвореност за възможността.
Междувременно лептокварците може да са там, свързвайки се за кратко с каквито и да са частици, които избират, преди да изчезнат на мига. Или не може. Засега ловът на лептокварки все още е продължен.
