Large Hadron Collider (LHC), en enorm partikelaccelerator, fortsætter med at skubbe videnskabens grænser, og i de seneste eksperimenter med dets deltagelse har forskere opdaget noget, der måske er det første potentielle bevis for eksistensen af en subatomær kvasipartikel, kaldet odderon, som indtil da kun eksisterede i teorien … De opnåede resultater vedrører hadroner, en familie af elementære partikler, som inkluderer protoner og neutroner, som er sammensat af kvarker "limet sammen" med gluoner.
I deres eksperimenter med LHC brugte forskere en speciel funktionsmåde for acceleratoren, hvor de kolliderende protoner forbliver intakte snarere end at blive ødelagt og generere hele brusere af sekundære partikler. Tidligere, når man gennemførte sådanne eksperimenter, blev det bemærket, at protoner ikke flyver fra hinanden i sådanne kollisioner, men det lykkes dem meget hurtigt at udveksle flere gluoner. I dette tilfælde var antallet af "udvekslings" gluoner altid lige før.
I sidste ende fandt forskerne ikke selve odderonen, men forskerne observerede visse effekter, der kunne indikere dens tilstedeværelse. Fysikere brugte protoner, som har høj energi, hvilket gjorde det muligt for dem at opnå større nøjagtighed i deres målinger. Og i resultaterne af disse målinger blev der fundet tilfælde af udveksling mellem protoner med et ulige antal gluoner, som slet ikke passer ind i alle eksisterende modeller af sådanne processer. Forskerne mener, at det er odderon, en kvasepartikel, der i dette tilfælde består af tre, fem, syv eller flere ulige antal gluoner, der er ansvarlig for denne uoverensstemmelse, der dannes i kort tid i øjeblikket af kollision mellem protoner.
”De opnåede resultater bryder ikke den eksisterende standardmodel for partikelfysik. Der er en række "mørke pletter" i denne model, og vores arbejde tillod os at "kun belyse" et af disse områder og tilføje endnu en ny detalje, "siger partikelfysik og underelementfysiker Timothy Raben fra University of Kansas.
Til søgningen blev de meget følsomme sensorer fra TOTEM-eksperimentet brugt, installeret på fire nøglepunkter i kollidertunnelen, hvor protonstråler "krydser" og milliarder kollisioner forekommer hvert sekund.
”En mulig forklaring på, hvorfor protoner kan kollidere uden ødelæggelse, er odderon, men i praksis har forskere aldrig observeret dette. Det kan være første gang, at der er opnået reelt bevis for eksistensen af disse kvasipartikler,”kommenterer Simona Giani, en talsmand for en gruppe fysikere, der arbejder med TOTEM-eksperimentet, som er en del af en generel søgning efter kvasipartikler.
Det er ret vanskeligt for en lægmand at forstå dette, så forskere forklarer dette ved hjælp af eksemplet med en autotransportør, der transporterer biler i en trailer.
”Forestil dig, at protonerne er to store lastbiler, der bærer biler. Disse ses ofte på vejen,”forklarer Raben.
Salgsfremmende video:
”Forestil dig nu, at disse to lastbiler kolliderer med hinanden, men efter ulykken forbliver lastbilerne intakte, men de biler, de transporterede, vil flyve i forskellige retninger. Og på samme tid dannes nye biler bogstaveligt talt i luften. Energi går over i en tilstand af stof."
”Fysikere har været på jagt efter teoretiske odderoner i de sidste mange årtier, startende i 1970'erne. Imidlertid leverede den tids teknologiske kapaciteter simpelthen ikke bevis for Odderons eksistens,”tilføjer Raben.
Mere end 100 forskere fra otte lande var involveret i eksperimenterne med at finde odderoner. Milliarder protonpar accelererede inde i LHC hvert sekund. Takket være moderniseringen af hadron collider i 2015 var det maksimale energiniveau for de accelererede protoner 13 TeV.
Selvom forskere ikke har været i stand til direkte at observere odderon, har de været vidne til dens virkninger og håber at have mere gennemsigtige resultater i fremtiden. Forskere mener, at den næste modernisering af LHC vil give dem mulighed for at blive opnået, hvilket vil gøre det muligt at accelerere partikler til endnu højere energiindikatorer.
”Vi forventer gode resultater i de næste par år,” kommenterede Christophe Royon fra University of Kansas.
Resultaterne af det aktuelle arbejde blev offentliggjort på ArXiv.org-webstedet og afventer i øjeblikket evaluering af andre eksperter.
Nikolay Khizhnyak