Великий адронний колайдер зробив відкриття за день після запуску: що знайшли вчені

Нові структури, які виявили вчені з ЦЕРН, існують лише одну стотисячну мільярдної частки секунди, але вони можуть пояснити, як формується наш Всесвіт, повідомляє ВВС.

Вчені на Великому адронному колайдері, який знаходиться у Швейцарії, змогли виявити новий спосіб об'єднання кварків. Кварки — це елементарні частинки, які є фундаментальною складовою відомої нам матерії. З трьох кварків складаються протони та нейтрони, які зі свого боку є складовою ядра атомів. А з атомів складається вся матерія, тобто весь відомий нам Всесвіт.

Докладно про те, що таке кварки й те, що вчені стали ближчими до відкриття нової сили природи, Фокус вже писав.

Екзотична матерія та нові частинки

Але кілька років тому вчені з ЦЕРН заявили про існування так званої "екзотичної" матерії. Суть у тому, що деякі конфігурації кварків мають свої відмінні від інших таких частинок особливості. На думку вчених, ця екзотична матерія складається із субатомних частинок, які поєднують 4 та 5 кварків. Ці частинки назвали тетракварки та пентакварки.

У результаті нового експерименту на Великому адронному колайдері, фізикам вдалося виявити один новий пентакварк і два нові тетракварки. Зараз кількість виявлених таких частинок вже дійшла до 21. Кожна з виявлених елементарних частинок унікальна, але найбільше вчених здивував спосіб їх об'єднання.

Новий пентакварк розпадається на такі частинки, на які не розпадеться жоден інший пентакварк. А два нових тетракварки мають однакову масу, і вчені вважають, що вони можуть бути першою відомою науці парою структур, які складають екзотичну матерію.

На шляху до нової теорії

За словами вчених, тепер даних елементарних частинок достатньо для того, щоб їх правильно класифікувати та розставити по місцях у таблиці, яка буде схожа на періодичну таблицю хімічних елементів. Так, вчені зможуть створити теорію, яка зможе пояснити екзотичну матерію.

Здавалося б, у чому може бути важливість нового відкриття, що стосується нової форми взаємодії між кварками та дрібних відмінностей між ними. Але саме взаємодія між кварками створює так звану сильну взаємодію — одну з чотирьох фундаментальних сил природи у Всесвіті. За допомогою сильної взаємодії внутрішня частина атомів, так би мовити, утримується разом, і атоми не розпадаються. Якщо говорити глобально, то завдяки цьому весь наш Всесвіт і матерія, що його складає, має цілісну структуру.

"Дуже складно розрахувати правильно сильну взаємодію і ми не можемо точно передбачити, як групуватимуться екзотичні пентакварки та тетракварки. Але ми сподіваємося, що нові дані допоможуть нам розібратися з цим питанням і ми розробимо теорії, які пояснять їх існування", — каже Кріс Паркс із Манчестерського університету, Великобританія.

Нова частка з 6 кварків

Після модернізації Великий адронний колайдер почав роботу 4 липня 2022 року, і вчені сподіваються зробити на ньому нові відкриття. Це стосується й елементарних частинок, які матимуть 6 пов'язаних між собою кварків.

За словами вчених, на відміну від виявлених нових тетракварків та пентакварків, які існують лише одну стотисячну мільярдної частки секунди, нові частки існуватимуть довше — одну стомільярдну частку секунди.

Звичайно, складно уявити цей проміжок часу, але всі ці частинки рухаються майже зі швидкістю світла і залишають після себе неймовірно короткий слід — завдовжки кілька міліметрів. Але ці дані дозволяють вченим робити нові відкриття.

Також Фокус вже писав про те, що вченим із ЦЕРН вдалося виявити Х частинки, які існували в перші секунди після народження Всесвіту.

Нагадуємо, що фізикам вдалося точно дізнатися про масу найважчої з відомих науці елементарних частинок.

Також Фокус писав про те, що вченим вдалося розігнати Великий адронний колайдер до рекордних 1,6 млрд зіткнень на секунду.