هناك الكثير من الجسيمات ، أكثر بكثير
يبحث الفيزيائيون عن جسيمات غامضة يجب أن تنقل المعلومات بين أجيال من الكواركات واللبتونات وتكون مسؤولة عن تفاعلها. البحث ليس سهلاً ، لكن عوائد العثور على ليبتوكواركس يمكن أن تكون هائلة.
في الفيزياء الحديثة ، على المستوى الأساسي ، تنقسم المادة إلى نوعين من الجسيمات. من ناحية أخرى ، هناك كواركات ترتبط ببعضها في أغلب الأحيان لتكوين البروتونات والنيوترونات ، والتي بدورها تشكل نوى الذرات. من ناحية أخرى ، هناك لبتونات ، أي كل شيء آخر له كتلة - من الإلكترونات العادية إلى النغمات والميونات الأكثر غرابة ، إلى النيوترينوات الخافتة التي لا يمكن اكتشافها تقريبًا.
في ظل الظروف العادية ، تبقى هذه الجسيمات معًا. تتفاعل الكواركات بشكل رئيسي مع الآخرين جسيمات دون الذرية، واللبتونات مع اللبتونات الأخرى. ومع ذلك ، يشك الفيزيائيون في وجود جسيمات أكثر من أعضاء العشائر المذكورة أعلاه. أكثر بكثير.
تسمى إحدى هذه الفئات الجديدة المقترحة مؤخرًا من الجسيمات ليبتوفاركي. لم يعثر أحد على دليل مباشر على وجودها ، لكن الباحثين يرون بعض المؤشرات على إمكانية ذلك. إذا كان من الممكن إثبات ذلك بشكل قاطع ، فإن اللبتوكاركات سوف تملأ الفجوة بين اللبتونات والكواركات من خلال الارتباط بكلا النوعين من الجسيمات. في سبتمبر 2019 ، نشر المجربون العاملون في مصادم الهادرون الكبير (LHC) على خادم إعادة الطباعة العلمي ar xiv (LHC) نتائج عدة تجارب تهدف إلى تأكيد أو استبعاد وجود leptoquarks.
صرح بذلك عالم الفيزياء المصادم LHC رومان كوجلر.
ما هي هذه الحالات الشاذة؟ أسفرت التجارب السابقة في مصادم الهادرونات الكبير وفيرميلاب وأماكن أخرى عن نتائج غريبة - أحداث إنتاج جسيمات أكثر مما تتنبأ به الفيزياء السائدة. يمكن أن تتحلل Leptoquarks إلى نوافير من الجسيمات الأخرى بعد فترة وجيزة من تكوينها تفسر هذه الأحداث الإضافية. استبعد عمل الفيزيائيين وجود أنواع معينة من اللبتوكواركات ، مشيرًا إلى أن الجسيمات "الوسيطة" التي قد تربط اللبتونات بمستويات طاقة معينة لم تظهر بعد في النتائج. يجدر بنا أن نتذكر أنه لا تزال هناك نطاقات واسعة من الطاقة لاختراقها.
الجسيمات بين الأجيال
قال Yi-Ming Zhong ، الفيزيائي بجامعة بوسطن والمؤلف المشارك لورقة بحثية نظرية في أكتوبر 2017 حول هذا الموضوع ، نُشرت في مجلة فيزياء الطاقة العالية باسم "The Leptoquark Hunter's Guide" ، أنه في حين أن البحث عن leptoquarks مثير للاهتمام للغاية ، تم قبوله الآن رؤية الجسيم ضيقة جدًا.
يقسم علماء فيزياء الجسيمات جسيمات المادة ليس فقط إلى لبتونات وكواركات ، بل إلى فئات يسمونها "أجيال". الكواركات العلوية والسفلية ، وكذلك النيوترينو الإلكتروني والإلكترون ، هي "الجيل الأول" من الكواركات واللبتونات. يشتمل الجيل الثاني على كواركات ساحرة وغريبة ، بالإضافة إلى الميونات ونيوترينوات الميون. والكواركات الطويلة والجميلة تشكل الجيل الثالث من نيوترينوات تاو وتون. جسيمات الجيل الأول أخف وزنا وأكثر ثباتًا ، بينما جسيمات الجيل الثاني والثالث تزداد ضخامة ولديها عمر أقصر.
تشير الدراسات العلمية التي نشرها العلماء في LHC إلى أن اللبتوكواركات تخضع لقواعد التوليد التي تحكم الجسيمات المعروفة. يمكن أن يندمج الجيل الثالث من Leptoquarks مع تاون وكوارك جميل. يمكن دمج الجيل الثاني مع الميون والكوارك الغريب. إلخ.
ومع ذلك ، قال Zhong ، في مقابلة مع خدمة "Live Science" ، إن البحث يجب أن يفترض وجودها. "Leptoquarks متعددة الأجيال"، والانتقال من إلكترونات الجيل الأول إلى الجيل الثالث من الكواركات. وأضاف أن العلماء على استعداد لاستكشاف هذا الاحتمال.
قد يتساءل المرء عن سبب البحث عن leptoquarks وماذا قد تعنيه. من الناحية النظرية كبيرة جدا. بعض بسبب نظرية التوحيد الكبير في الفيزياء ، يتنبأون بوجود جسيمات تتحد مع اللبتونات والكواركات ، والتي تسمى leptoquarks. لذلك ، قد لا يتم اكتشاف اكتشافهم بعد ، لكن هذا بلا شك هو الطريق إلى الكأس المقدسة للعلم.
