Úgy hangzik, mint egy nagyon rossz fizikai rejtvény kezdete: olyan részecske vagyok, amely valójában nem; Eltűnik, mielőtt még nem is észlelhetők, mégis láthatók. Megszakítom a fizika megértését, de nem átalakítom a tudását. Ki vagyok én?
Ez egy odderon, egy olyan részecske, amely még furcsa, mint ahogyan a neve sugallja. Előfordulhat, hogy a közelmúltban észlelték a Large Hadron Collider-ben, a legerősebb atomtörőben, ahol a részecskék közel 17 méter hosszú (kb. 27 kilométer) gyűrű Genf közelében, Svájcban.
Ez csak bonyolult
Először is, az odderon valójában nem részecske. Amit részecskékként gondolunk, általában nagyon stabil: elektronok, protonok, kvarkok, neutrinók és így tovább. Egy csomót tarthat a kezedben, és magával viheti. Hé, a kezed szó szerint tőlük készül. És kezed nem hamarosan tűnik el a vékony levegőben, ezért valószínűleg feltételezhetjük, hogy alapvető részecskéi hosszú távon vannak jelen.
Vannak más részecskék is, amelyek nem tartanak sokáig, de mégis részecskéknek hívják őket. Rövid élettartama ellenére maradnak részecskék. Szabadok, függetlenek és képesek egyedül élni, minden interakciótól elkülönítve - ezek egy igazi részecske jellemzõi.
És akkor ott van az úgynevezett quasiparticle, amely csak egy lépéssel meghaladja az egyáltalán nem részecskét. A negyven részecskék nem pontosan részecskék, de nem is pontosan kitaláltak. Csak ... bonyolult.
Mint ahogy, szó szerint bonyolult. Különösen a részecskék kölcsönhatása nagy sebességgel bonyolulttá válik. Amikor két proton szétzúzza egymást szinte a fénysebességgel, ez nem olyan, mintha két biliárdgolyó repedne össze. Ez inkább olyan, mint két medúzafoltok, amelyek egymásba hullálnak, és belek kifelé fordulnak, és mindent átrendeznek, mielőtt visszatérnének medúzavá.
Kvázi érzés
A bonyolult rendetlenség egészében furcsa minták jelennek meg. Az apró részecskék egy pillanat alatt felbukkannak a létezésből és kijönnek a létezésből, csak egy másik repülõ részecske követhet - és még egy. Időnként a részecskék villanása egy adott sorrendben vagy mintában jelenik meg. Néha egyáltalán nem is a részecskék villogása, hanem pusztán az ütközés keverékének levesének rezgései - rezgések, amelyek egy átmeneti részecske jelenlétére utalnak.
A fizikusok itt érik matematikai dilemmát. Megpróbálhatják teljes körűen leírni az összes olyan bonyolult rendetlenséget, amely ezekhez a pezsgő mintákhoz vezet, vagy azt állíthatják - pusztán a kényelem kedvéért -, hogy ezek a minták önmagában "részecskék", de furcsa tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a negatív tömegek és forog, amelyek az idő múlásával változnak.
A fizikusok az utóbbi lehetőséget választják, és így a kvaposzterum megszületik. A kvartaszemcsék olyan rövid, pezsgő minták vagy hullámok, amelyek a nagy energiájú részecske-ütközések közepén jelennek meg. Mivel azonban sok helyzet igénybe veszi a helyzet matematikai teljes körű leírását, a fizikusok néhány hivatkozást igényelnek és úgy tesznek, mintha ezek a minták a saját részecskék. Ennek célja az, hogy a matematika könnyebben kezelhető legyen. Tehát a kvapaszrészecskéket úgy kezelik, mint a részecskék, annak ellenére, hogy valójában nem.
Olyan, mintha úgy tesznék, mintha nagybátyád viccei valójában viccesek. Tiszta kényelem kedvéért zseniális.
Este az esély
Az egyik különleges fajta neves rész a odderon, amelynek várhatóan létezik az 1970-es években. Úgy gondolják, hogy akkor jelenik meg, amikor egy páratlan számú kvarc - tízéves részecskék, amelyek az anyag építőelemei - rövid ideig felvillannak és léteznek a létezésből proton és antiproton ütközések során. Ha odderonok vannak jelen ebben a smashup forgatókönyvben, akkor kissé eltérő lehet a részecskék magukkal és a részecskékkel való ütközések keresztmetszete (a fizikai zsargon annak érdekében, hogy az egyik részecske milyen könnyen ütközik a másikba).
Tehát, ha például egy csomó protont összecsapunk, kiszámolhatjuk az interakció keresztmetszetét. Ezután megismételhetjük ezt a gyakorlatot proton-antiproton ütközések esetén. Egy odderon nélküli világban ennek a két keresztmetszetnek azonosnak kell lennie. De az odderonok megváltoztatják a képet - ezek a rövid minták, amelyeket odderonoknak nevezünk, kedvezőbben jelennek meg a részecske-részecskékben, mint a részecske-részecske-ellenes ütközésekben, amelyek kissé módosítják a keresztmetszeteket.
A probléma az, hogy ez a különbség várhatóan nagyon, nagyon kicsi, tehát rengeteg eseményre vagy ütközésre van szükség, mielőtt észlelést igényelne.
Ha csak lenne egy hatalmas részecske-ütközőnk, amely rendszeresen összetört protonokat és anti-protonokat, és olyan nagy energiákon végezte el, és oly gyakran, hogy megbízható statisztikákat kaptunk. Ó, igaz: megcsináljuk a Nagy Hadron ütközőt.
Egy nemrégiben, az arXiv preprint nyomtatószerveren március 26-án közzétett, a TOTEM együttműködés című cikkben (a nagy energiájú fizika vidám žargon rövidítéseiben a TOTEM a "TOTal keresztmetszet, elasztikus szórás és diffrakciós disszociáció mérése az LHC-n" jelentést jelent). szignifikáns különbségek az egyéb protonokat összetörő protonok keresztmetszetei és az antiprotonokba becsapódó protonok között. És az egyetlen módja annak, hogy megmagyarázza a különbséget, az, hogy újból felidézte az odderon ez évtizedes idejét. Lehet, hogy más magyarázatok is vannak az adatokra (más szavakkal az egzotikus részecskék egyéb formáira), de az odderonok, ahogyan páratlannak tűnnek, a legjobb jelöltek.
A TOTEM felfedezett valami újszerűt és funkyt az univerzumban? Biztosan. Felfedezte a TOTEM egy vadonatúj részecskét? Nem, mert az odderonok négy részecskék, nem önmagukban részecskék. Még mindig segít az ismert fizika határain túllépésben? Biztosan. Megsérti az ismert fizikát? Nem, mert arra számítottak, hogy a odderonok jelenlegi megértésünk szerint léteznek.
Úgy tűnik, hogy mindez kissé furcsa?
Paul M. Sutter asztrofizikus a Az Ohio Állami Egyetem, házigazda Kérdezz egy űrhajóstól és Space Radio, és a Helyed az univerzumban.
