Existuje mnohem více částic, mnohem více

Fyzici hledají záhadné částice, které musí přenášet informace mezi generacemi kvarků a leptonů a jsou zodpovědné za jejich interakci. Hledání není snadné, ale odměna za nalezení leptokvarků může být obrovská.

V moderní fyzice je hmota na nejzákladnější úrovni rozdělena na dva druhy částic. Na jedné straně jsou kvarky, které se nejčastěji spojují a vytvářejí protony a neutrony, které zase tvoří jádra atomů. Na druhé straně jsou leptony, tedy vše ostatní, co má hmotnost – od obyčejných elektronů přes exotičtější miony a tóny až po slabá, téměř nedetekovatelná neutrina.

Za normálních podmínek zůstávají tyto částice pohromadě. Kvarky interagují hlavně s ostatními kvarky, a leptony s jinými leptony. Fyzici však tuší, že částic je více než členů zmíněných klanů. Mnohem více.

Jedna z těchto nedávno navržených nových tříd částic se nazývá leptovarki. Nikdo nikdy nenašel přímý důkaz o jejich existenci, ale badatelé vidí určité náznaky, že je to možné. Pokud by to bylo možné definitivně prokázat, leptokvarky by zaplnily mezeru mezi leptony a kvarky vazbou na oba typy částic. V září 2019 na vědeckém reprintovém serveru ar xiv publikovali experimentátoři pracující na Large Hadron Collider (LHC) výsledky několika experimentů zaměřených na potvrzení nebo vyloučení existence leptokvarků.

Uvedl to fyzik LHC Roman Kogler.

Jaké jsou tyto anomálie? Dřívější experimenty na LHC, ve Fermilabu a jinde přinesly podivné výsledky – více událostí při produkci částic, než předpovídá běžná fyzika. Leptokvarky, které se krátce po jejich vzniku rozpadají na fontány jiných částic, by mohly vysvětlit tyto dodatečné události. Práce fyziků vyloučila existenci určitých typů leptokvarků s poukazem na to, že „intermediární“ částice, které by leptony vázaly na určité energetické hladiny, se zatím ve výsledcích neobjevily. Stojí za to připomenout, že stále existuje široká škála energie, kterou lze proniknout.

Mezigenerační částice

Yi-Ming Zhong, fyzik z Bostonské univerzity a spoluautor teoretické práce na toto téma z října 2017, publikované v Journal of High Energy Physics jako „The Leptoquark Hunter's Guide“, řekl, že i když je hledání leptokvarků nesmírně zajímavé , je nyní přijat vidění částic je příliš úzké.

Částicoví fyzici rozdělují částice hmoty nejen na leptony a kvarky, ale do kategorií, které nazývají „generace“. Kvarky up a down, stejně jako elektronové a elektronové neutrino, jsou kvarky a leptony „první generace“. Druhá generace zahrnuje magické a podivné kvarky, stejně jako miony a mionová neutrina. A vysoké a krásné kvarky, tau a taonová neutrina tvoří třetí generaci. Částice první generace jsou lehčí a stabilnější, zatímco částice druhé a třetí generace jsou stále objemnější a mají kratší životnost.

Vědecké studie publikované vědci z LHC naznačují, že leptokvarky dodržují pravidla generace, kterými se řídí známé částice. Leptokvarky třetí generace mohou splynout s taonem a krásným kvarkem. Druhá generace může být kombinována s mionem a podivným kvarkem. Atd.

Zhong však v rozhovoru se službou „Live Science“ řekl, že pátrání by mělo předpokládat jejich existenci. "Multigenerační leptokvarky", přecházející z elektronů první generace na kvarky třetí generace. Dodal, že vědci jsou připraveni tuto možnost prozkoumat.

Někdo by se mohl ptát, proč hledat leptokvarky a co mohou znamenat. Teoreticky velmi velký. některé proto teorie velkého sjednocení ve fyzice předpovídají existenci částic, které se spojují s leptony a kvarky, které se nazývají leptokvarky. Jejich objev se proto možná ještě nepodaří nalézt, ale toto je bezpochyby cesta ke Svatému grálu vědy.