Вважалося це неможливо: фізики вперше виявили найменшу елементарну частинку
Великий адронний колайдер, який є найбільшим прискорювачем частинок у світі, відіграє ключову роль у розширенні меж досліджень фізики елементарних частинок. Вчені заявили, що вони, можливо, виявили найменший адрон з усіх, які коли-небудь спостерігали. Ця складова частинка називається топоній і складається вона з пари істинний кварк і істинний антикварк.
Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Interesting Engineering.
Адрони — це тип складових елементарних частинок, куди входять баріони та мезони. Перші представлені, наприклад, протонами і нейтронами, які складають ядро атома. Баріони та мезони відрізняються один від одного кількістю кварків, з яких вони складаються.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Фундаментальні частинки Всесвіту
Кварки є фундаментальними частинками, з яких складаються, зокрема, протони і нейтрони, а також це фундаментальна складова всієї видимої матерії у Всесвіті. Топоній являє собою елементарну частинку, яка є прикладом кварконію (вид мезона, що складається з кварка й антикварка одного виду), але ця частинка утворюється шляхом утворення пари істинний кварк і істинний антикварк. До речі, істинні кварки є найважчими елементарними частинками у Всесвіті.
Фізики вважають топоній останнім видом кварконію для важких кварків, але виявити його не вдавалося, адже ця складова частинка має дуже короткий період життя. Учені вважали, що топоній неможливо виявити у Великому адронному колайдері. Але результати експериментів показують, що існує висока ймовірність того, що фізикам все ж вдалося виявити топоній у найбільшому прискорювачі частинок у світі.
Бозон Хіггса
Усе почалося з пошуку нових типів частинки, відомої як бозон Хіггса, яку вперше було виявлено 2012 року. Саме ця частинка надає всім фундаментальним частинкам масу. Найкращою теорією, що описує фундаментальні частинки і сили Всесвіту, є Стандартна модель фізики елементарних частинок. Але це не повна теорія, адже вона не враховує деякі явища, включно з темною енергією і темною матерією.
Фізики вважають, що нові типи бозона Хіггса будуть найсильніше взаємодіяти з істинним кварком. Тому вчені намагаються їх виявити. Під час такого пошуку фізики виявили більше пар істинний кварк — істинний акнтикварк, ніж очікувалося, за мінімальної енергії, необхідної для їхнього створення. Таким чином вчені дійшли висновку, що вони, можливо, виявили топоній.
Найменша елементарна частинка
Фізики провели аналіз зіткнень протонів у Великому адронному колайдері за стандартної енергії в 13 тераелектронвольт. Щоб зрозуміти природу зіткнень, вчені вивчили, як частинки розсіювалися в просторі. Це дає інформацію про квантовий стан частинок до зіткнення. Додатково фізики використовували спрощену модель топонія, щоб порівняти результати експериментів із моделлю.
Хоча результати дослідження підтверджують гіпотезу про те, що спостережувана частинка справді є топонієм, фізики обережні у своїх заявах, оскільки це також може бути новий тип бозона Хіггса. Щоб підтвердити свою гіпотезу, фізики планують побудувати більш точну модель топонія, а також провести додаткові експерименти, щоб підтвердити свої дані.
Якщо дані будуть підтверджені, то топоній стане найменшим адроном, з усіх виявлених. Топоній також вирізняється з-поміж інших кварконіїв своїм розпадом, який відбувається через розпад кварків, а не знищення матерії та антиматерії під час зіткнення.
Як уже писав Фокус, фізики з'ясували, як приготувати ідеальну каву з меншими витратами. Вчені виявили новий метод, який дозволяє заварювати ідеальну чашку кави і при цьому можна економити 10% кавових зерен. Але кава буде такою ж міцною та ароматною.