Новости

Спустя 50 лет физики подтверждают существование неуловимой квазичастицы

Благодаря кропотливой работе ученые нашли доказательства существования квазичастицы, существование которой было впервые выдвинуто в качестве гипотезы почти 50 лет назад: оддерона.

Оддерон представляет собой комбинацию субатомных частиц, а не новую фундаментальную частицу, но в некоторых отношениях он действует как частица, и то, как он вписывается в фундаментальные строительные блоки материи, делает открытие переломным моментом для физиков.

В конце концов, оддерон был обнаружен посредством подробного анализа двух групп данных, достигнув вероятности 5 сигм, которую исследователи используют в качестве порогового значения.

«Это означает, что если бы оддерона не существовало, вероятность того, что мы случайно наблюдаем подобный эффект в данных, была бы 1 из 3,5 миллионов», — говорит физик Кристиан Бальденегро из Канзасского университета.

Такие частицы, как протоны и нейтроны, состоят из более мелких субатомных частиц: проще говоря, кварки «склеены» с глюонами, несущими силу. Соединение протонов в ускорителе частиц дает нам возможность заглянуть в их внутреннее строение, насыщенное глюонами.

Когда два протона сталкиваются друг с другом, но каким-то образом переживают столкновение, это взаимодействие — тип упругого рассеяния — можно объяснить тем, что протоны обмениваются четным или нечетным числом глюонов.

Если это число четное, это работа квазичастицы померона; другой вариант — который, кажется, случается гораздо реже — это квазичастица оддерона, соединение с нечетным числом глюонов.

До сих пор ученые не могли обнаружить оддероны в экспериментах, хотя теоретическая квантовая физика предполагала, что они должны существовать.

Исследователи проанализировали обширный набор данных, полученных с ускорителя частиц Большого адронного коллайдера (LHC) в ЦЕРНе в Швейцарии и ускорителя частиц Теватрон в Фермилабе в США.

Миллионы точек данных были изучены для сравнения протон — протонных или протон-антипротонных столкновений, пока ученые не убедились, что они видели результаты — глюонное соединение с нечетным номером — что было бы возможно только в том случае, если бы оддерон существовал.

Сравнение двух типов столкновений выявило явное различие в обмене энергией — это различие свидетельствует об оддероне. Затем команда объединила более точные измерения из предыдущего эксперимента в 2018 году, который исключил некоторые неопределенности, что позволило им впервые достичь высокого уровня достоверности обнаружения.

Это открытие также помогает заполнить некоторые пробелы в современной идее квантовой хромодинамики или КХД, гипотезе о том, как кварки и глюоны взаимодействуют на минимальном уровне. Мы говорим о состоянии материи в мельчайших масштабах и о том, как все во Вселенной собирается воедино.

Более того, по словам исследователей, специализированная технология, разработанная для отслеживания оддерона, может найти множество других применений в будущем: например, в медицинских инструментах.

Хотя это исследование не дает ответов на все вопросы об оддероне и о том, как он функционирует, оно лучшее доказательство того, что он существует. Будущие эксперименты с ускорителями элементарных частиц дадут дополнительные подтверждения и, несомненно, вызовут еще вопросы.

«Поиск сигнатур оддерона — это совсем другая задача по сравнению с тем, что традиционно делается в физике элементарных частиц», — сказал Балденегро.

«Например, при поиске бозона Хиггса или топ-кварка ищут «выпуклость» над гладким распределением инвариантной массы, что уже является очень сложной задачей. Оддерон, с другой стороны, имеет гораздо более тонкие сигнатуры, а это еще более сложная задача».

Статья отправлена ​​для публикации в Physical Review Letters и доступна в виде препринта на arXiv; связанное исследование было опубликовано в European Physical Journal C.

Виктория Ветрова

Космос полон тайн...

Недавние Посты

Новое открытие Quark раскрывает критический подсказку о рождении вселенной

Пара верхних кварков была обнаружена в детрите, распыляющемся из-за столкновения двух атомов свинца. Обнаружение укрепляет…

05.04.2025

Первая партия амазонки спутников Kuiper, которая будет запущена на следующей неделе

Amazon готовится запустить свою первую полную партию спутников Project Kuiper на следующей неделе, отмечая решающую…

05.04.2025

Квантовый компьютер генерирует действительно случайное число в научном первом

Квантовая машина использовала запутанные кубиты для создания числа, сертифицированного как по-настоящему случайное впервые, демонстрируя удобную…

04.04.2025

Материя против антиметра: открытие LHC может объяснить, как вселенная избежала облитерации

материя и антивещество должны были полностью уничтожить друг друга назад, оставив вселенную очень пустое место.…

04.04.2025

Чрезвычайно странный рок, найденный на Марсе, выглядит как ничто другое вокруг него

Еще раз, Марс подарил нам пример чего -то, что, кажется, в изобилии: чрезвычайно необычные и…

04.04.2025

Загадочная история черной дыры была расширена учеными

Одним из распространенных заблуждений о черных дырах является то, что они поглощают не только значение,…

04.04.2025