Kuna chembe nyingi zaidi, nyingi zaidi
Wanafizikia wanatafuta chembe za ajabu ambazo lazima zihawilishe habari kati ya vizazi vya quark na leptoni na zinawajibika kwa mwingiliano wao. Utafutaji sio rahisi, lakini thawabu za kupata leptoquark zinaweza kuwa kubwa.
Katika fizikia ya kisasa, katika kiwango cha msingi zaidi, maada imegawanywa katika aina mbili za chembe. Kwa upande mmoja, kuna quarks, ambazo mara nyingi huunganishwa na kuunda protoni na neutroni, ambazo kwa upande huunda nuclei za atomi. Kwa upande mwingine, kuna leptoni, yaani, kila kitu kingine ambacho kina wingi - kutoka kwa elektroni za kawaida hadi muons na tani za kigeni zaidi, hadi kuzimia, neutrinos karibu zisizoonekana.
Katika hali ya kawaida, chembe hizi hukaa pamoja. Quark huingiliana hasa na wengine quarks, na leptoni na leptoni zingine. Walakini, wanafizikia wanashuku kuwa kuna chembe nyingi zaidi kuliko washiriki wa koo zilizotajwa hapo juu. Mengi zaidi.
Moja ya madarasa haya mapya ya chembe yaliyopendekezwa hivi karibuni inaitwa leptovarki. Hakuna mtu ambaye amewahi kupata ushahidi wa moja kwa moja wa kuwepo kwao, lakini watafiti wanaona baadhi ya dalili kwamba inawezekana. Ikiwa hii inaweza kuthibitishwa kwa uhakika, leptoquarks zingejaza pengo kati ya leptoni na quarks kwa kuunganisha kwa aina zote mbili za chembe. Mnamo Septemba 2019, kwenye seva ya kuchapisha upya kisayansi ar xiv, wajaribio wanaofanya kazi katika Large Hadron Collider (LHC) walichapisha matokeo ya majaribio kadhaa yaliyolenga kuthibitisha au kukataa kuwepo kwa leptoquarks.
Hii imesemwa na mwanafizikia wa LHC Roman Kogler.
Makosa haya ni yapi? Majaribio ya awali katika LHC, Fermilab, na kwingineko yametoa matokeo ya ajabu—matukio mengi ya uzalishaji wa chembe kuliko inavyotabiriwa na fizikia ya kawaida. Leptoquarks kuoza katika chemchemi ya chembe nyingine muda mfupi baada ya malezi yao inaweza kueleza matukio haya ya ziada. Kazi ya wanafizikia imekataza kuwepo kwa aina fulani za leptoquarks, ikisema kwamba chembe za "kati" ambazo zingefunga leptoni kwa viwango fulani vya nishati bado hazijaonekana kwenye matokeo. Inafaa kukumbuka kuwa bado kuna anuwai ya nishati ya kupenya.
Chembe kati ya vizazi
Yi-Ming Zhong, mwanafizikia katika Chuo Kikuu cha Boston na mwandishi mwenza wa karatasi ya kinadharia ya Oktoba 2017 juu ya mada hiyo, iliyochapishwa katika Jarida la Fizikia ya Nishati ya Juu kama "Mwongozo wa Wawindaji wa Leptoquark," alisema kwamba wakati utaftaji wa leptoquarks unavutia sana. , sasa imekubaliwa maono ya chembe ni finyu sana.
Wanafizikia wa chembe hugawanya chembe za vitu sio tu kwenye leptoni na quarks, lakini katika vikundi wanaita "vizazi." Quarks ya juu na chini, pamoja na elektroni na neutrino ya elektroni, ni "kizazi cha kwanza" quarks na leptoni. Kizazi cha pili kinajumuisha quarks za kupendeza na za ajabu, pamoja na muons na muon neutrinos. Na quarks ndefu na nzuri, tau na taon neutrinos hufanya kizazi cha tatu. Chembe za kizazi cha kwanza ni nyepesi na thabiti zaidi, wakati chembe za kizazi cha pili na cha tatu zinazidi kuwa nyingi na zina muda mfupi wa maisha.
Uchunguzi wa kisayansi uliochapishwa na wanasayansi katika LHC unapendekeza kwamba leptoquarks hutii sheria za kizazi ambazo hutawala chembe zinazojulikana. Leptoquarks za kizazi cha tatu zinaweza kuunganisha na taon na quark nzuri. Kizazi cha pili kinaweza kuunganishwa na muon na quark ya ajabu. Na kadhalika.
Walakini, Zhong, katika mahojiano na huduma ya "Sayansi ya Moja kwa moja", alisema kuwa utaftaji unapaswa kudhani uwepo wao. "Leptoquarks za vizazi vingi", kusonga kutoka kwa elektroni za kizazi cha kwanza hadi quarks za kizazi cha tatu. Aliongeza kuwa wanasayansi wako tayari kuchunguza uwezekano huu.
Mtu anaweza kuuliza kwa nini utafute leptoquarks na nini wanaweza kumaanisha. Kinadharia kubwa sana. baadhi kwa sababu nadharia kuu ya umoja katika fizikia, wanatabiri kuwepo kwa chembe zinazochanganyika na leptoni na quarks, ambazo huitwa leptoquarks. Kwa hiyo, ugunduzi wao unaweza bado kupatikana, lakini hii bila shaka ni njia ya Grail Takatifu ya sayansi.
