კიდევ ბევრი ნაწილაკია, კიდევ ბევრი

ფიზიკოსები ეძებენ იდუმალ ნაწილაკებს, რომლებმაც უნდა გადასცეს ინფორმაცია კვარკებისა და ლეპტონების თაობებს შორის და პასუხისმგებელნი არიან მათ ურთიერთქმედებებზე. ძებნა ადვილი არ არის, მაგრამ ლეპტოკვარკების პოვნის ჯილდო შეიძლება იყოს უზარმაზარი.

თანამედროვე ფიზიკაში, ყველაზე საბაზისო დონეზე, მატერია იყოფა ორ სახის ნაწილაკებად. ერთის მხრივ, არის კვარკები, რომლებიც ყველაზე ხშირად აკავშირებენ ერთმანეთს პროტონებისა და ნეიტრონების წარმოქმნით, რომლებიც თავის მხრივ ქმნიან ატომების ბირთვებს. მეორე მხრივ, არის ლეპტონები, ანუ ყველაფერი დანარჩენი, რასაც მასა აქვს - ჩვეულებრივი ელექტრონებიდან უფრო ეგზოტიკურ მიონებამდე და ტონებამდე, მკრთალ, თითქმის შეუმჩნეველ ნეიტრინოებამდე.

ნორმალურ პირობებში ეს ნაწილაკები ერთად რჩებიან. კვარკები ძირითადად ურთიერთქმედებენ სხვებთან კვარკები, და ლეპტონები სხვა ლეპტონებთან ერთად. თუმცა, ფიზიკოსები ეჭვობენ, რომ ნაწილაკები უფრო მეტია, ვიდრე ზემოხსენებული კლანების წევრები. Გაცილებით მეტი.

ნაწილაკების ამ ახლახან შემოთავაზებულ ერთ-ერთ ახალ კლასს ე.წ ლეპტოკვარკები. არავის არასოდეს უპოვია მათი არსებობის პირდაპირი მტკიცებულება, მაგრამ მკვლევარები ხედავენ გარკვეულ მინიშნებებს, რომ ეს შესაძლებელია. თუ ეს საბოლოოდ დადასტურდება, ლეპტოკვარკები შეავსებენ უფსკრული ლეპტონებსა და კვარკებს შორის ორივე ტიპის ნაწილაკებთან შეკავშირებით. 2019 წლის სექტემბერში, სამეცნიერო გადაბეჭდვის სერვერზე ar xiv, ექსპერიმენტატორებმა, რომლებიც მუშაობდნენ დიდ ადრონულ კოლაიდერზე (LHC) გამოაქვეყნეს რამდენიმე ექსპერიმენტის შედეგები, რომლებიც მიზნად ისახავდა ლეპტოკვარკების არსებობის დადასტურებას ან გამორიცხვას.

ამის შესახებ LHC-ის ფიზიკოსმა რომან კოგლერმა განაცხადა.

რა არის ეს ანომალიები? ადრინდელმა ექსპერიმენტებმა LHC-ში, ფერმილაბში და სხვაგან უცნაური შედეგები გამოიღო - ნაწილაკების წარმოების უფრო მეტი მოვლენა, ვიდრე ამას ძირითადი ფიზიკა წინასწარმეტყველებს. ლეპტოკვარკებმა, რომლებიც იშლება სხვა ნაწილაკების შადრევნებში, მათი ჩამოყალიბებიდან მალევე შეიძლება ახსნას ეს დამატებითი მოვლენები. ფიზიკოსთა ნაშრომმა გამორიცხა ლეპტოკვარკების გარკვეული ტიპების არსებობა და მიუთითა, რომ „შუალედური“ ნაწილაკები, რომლებიც ლეპტონებს გარკვეულ ენერგეტიკულ დონეებს დააკავშირებენ, ჯერ არ გამოჩენილა შედეგებში. უნდა გვახსოვდეს, რომ ჯერ კიდევ არსებობს ენერგიის ფართო დიაპაზონი შეღწევისთვის.

თაობათაშორისი ნაწილაკები

ბოსტონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ი-მინგი ჩონგმა და ამ თემაზე 2017 წლის ოქტომბრის თეორიული ნაშრომის თანაავტორი, რომელიც გამოქვეყნდა მაღალი ენერგიის ფიზიკის ჟურნალში, როგორც „ლეპტოკვარკების მონადირის გზამკვლევი“, თქვა, რომ მაშინ, როცა ლეპტოკვარკების ძიება ძალზე საინტერესოა. , ახლა მიღებულია ნაწილაკების ხედვა ძალიან ვიწროა.

ნაწილაკების ფიზიკოსები მატერიის ნაწილაკებს ყოფენ არა მხოლოდ ლეპტონებად და კვარკებად, არამედ კატეგორიებად, რომლებსაც ისინი "თაობებს" უწოდებენ. ზემოთ და ქვემოთ კვარკები, ისევე როგორც ელექტრონი და ელექტრონული ნეიტრინო, არის "პირველი თაობის" კვარკები და ლეპტონები. მეორე თაობა მოიცავს მომხიბვლელ და უცნაურ კვარკებს, ასევე მუონებსა და მუონურ ნეიტრინოებს. ხოლო მაღალი და ლამაზი კვარკები, ტაუ და ტაონ ნეიტრინოები ქმნიან მესამე თაობას. პირველი თაობის ნაწილაკები უფრო მსუბუქი და სტაბილურია, ხოლო მეორე და მესამე თაობის ნაწილაკები უფრო მოცულობითი და ხანმოკლეა.

LHC-ის მეცნიერთა მიერ გამოქვეყნებული სამეცნიერო კვლევები ვარაუდობენ, რომ ლეპტოკვარკები ემორჩილებიან წარმოქმნის წესებს, რომლებიც მართავენ ცნობილ ნაწილაკებს. მესამე თაობის ლეპტოკვარკებს შეუძლიათ შერწყმა ტაონთან და ლამაზ კვარკთან. მეორე თაობა შეიძლება გაერთიანდეს მიონთან და უცნაურ კვარკთან. Და ასე შემდეგ.

თუმცა, ჟონგმა, სერვის "Live Science"-თან ინტერვიუში თქვა, რომ ძიებამ მათი არსებობა უნდა ივარაუდოს. "მრავალთაობის ლეპტოკვარკები", პირველი თაობის ელექტრონებიდან მესამე თაობის კვარკებზე გადასვლა. მან დასძინა, რომ მეცნიერები მზად არიან გამოიკვლიონ ეს შესაძლებლობა.

შეიძლება ვინმემ იკითხოს, რატომ ვეძებთ ლეპტოკვარკებს და რას ნიშნავენ ისინი. თეორიულად ძალიან დიდი. ზოგიერთი იმიტომ დიდი გაერთიანების თეორია ფიზიკაში ისინი იწინასწარმეტყველებენ ნაწილაკების არსებობას, რომლებიც გაერთიანებულია ლეპტონებთან და კვარკებთან, რომლებსაც ლეპტოკვარკებს უწოდებენ. მაშასადამე, მათი აღმოჩენა შეიძლება ჯერ ვერ მოიძებნოს, მაგრამ ეს უდავოდ არის გზა მეცნიერების წმინდა გრაალისკენ.