Считалось это невозможно: физики впервые обнаружили наименьшую элементарную частицу

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Interesting Engineering.

Адроны – это тип составных элементарных частиц, куда входят барионы и мезоны. Первые представлены, например, протонами и нейтронами, которые составляют ядро атома. Барионы и мезоны отличаются друг от друга количеством кварков, из которых они состоят.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Фундаментальные частицы Вселенной

Кварки являются фундаментальными частицами из которых состоят в том числе протоны и нейтроны, а также это фундаментальная составляющая всей видимой материи во Вселенной. Топоний представляет собой элементарную частицу, которая является примером кваркония (вид мезона, состоящего из кварка и антикварка одного вида), но эта частица образуется путем образования пары истинный кварк и истинный антикварк. Кстати, истинные кварки являются самыми тяжелыми элементарными частицами во Вселенной.

Физики считают топоний последним видом кваркония для тяжелых кварков, но обнаружить его не удавалось, ведь эта составная частица имеет очень короткий период жизни. Ученые считали, что топоний невозможно обнаружить в Большом адронном коллайдере. Но результаты экспериментов показывают, что существует высокая вероятность того, что физикам все же удалось обнаружить топоний в крупнейшем ускорителе частиц в мире.

Бозон Хиггса

Все началось с поиска новых типов частицы, известной как бозона Хиггса, которая впервые была обнаружена в 2012 году. Именно эта частица придает всем фундаментальным частицам массу. Самой лучшей теорией, описывающей фундаментальные частицы и силы Вселенной, является Стандартная модель физики элементарных частиц. Но это не полная теория, ведь она не учитывает некоторые явления, включая темную энергию и темную материю.

Физики считают, что новые типы бозона Хиггса будут сильнее всего взаимодействовать с истинным кварком. Поэтому ученые пытаются их обнаружить.Во время такого поиска физики обнаружили больше пар истинный кварк- истинный акнтикварк, чем ожидалось, при минимальной энергии, необходимой для их создания. Таким образом ученые пришли к выводу, что они, возможно, обнаружили топоний.

Самая маленькая элементарная частица

Физики провели анализ столкновений протонов в Большом адронном коллайдере при стандартной энергии в 13 тераэлектронвольт. Чтобы понять природу столкновений, ученые изучили, как частицы рассеивались в пространстве. Это дает информацию о квантовом состоянии частиц до столкновения. Дополнительно физики использовали упрощенную модель топония, чтобы сравнить результаты экспериментов с моделью.

Хотя результаты исследования подтверждают гипотезу о том, что наблюдаемая частица действительно является топонием, физики осторожны в своих заявлениях, поскольку это также может быть новый тип бозона Хиггса. Чтобы подтвердить свою гипотезу, физики планируют построить более точную модель топония, а также провести дополнительные эксперименты, чтобы подтвердить свои данные.

Если данные будут подтверждены, то топоний станет самым маленьким адроном, из всех обнаруженных. Топоний также выделяется среди других кваркониев своим распадом, который происходит из-за распада кварков, а не уничтожения материи и антиматерии при столкновении.

Как уже писал Фокус, физики выяснили, как приготовить идеальный кофе с меньшими затратами. Ученые обнаружили новый метод, который позволяет заваривать идеальную чашку кофе и при этом можно экономить 10% кофейных зерен. Но кофе будет таким же крепким и ароматным.