Kopš sava otrā operatīvās darbības uzsākšanas 2015. gadā, lielais hadronu sadursmju veicējs ir paveicis diezgan interesantas lietas. Piemēram, sākot ar 2016. gadu, CERN pētnieki sāka izmantot sadursmi, lai veiktu skaistumkopšanas eksperimentu Large Hadron Collider (LHCb). Šīs izmeklēšanas mērķis ir noteikt, kas notika pēc Lielā sprādziena, lai matērija spētu izdzīvot un radīt mūsdienās zināmo Visumu.
Pēdējos mēnešos eksperiments ir devis dažus iespaidīgus rezultātus, piemēram, ļoti retas daļiņu sabrukšanas formas noteikšanu un pierādījumus par vielas un antimateriāla asimetrijas jaunu izpausmi. Un pavisam nesen LHCb pētnieki ir paziņojuši par jaunas piecu daļiņu sistēmas atklāšanu, kuras visas tika novērotas vienā analīzē.
Saskaņā ar pētījumu, kas parādījās 2006 arXiv 2017. gada 14. martā atklātās daļiņas bija satraukti par tā saukto “Omega-c-zero” baronu. Tāpat kā citas šāda veida daļiņas, Omega-c-nulli veido trīs kvarki - divi no tiem ir “savādi”, bet trešais ir “šarma” kvarks. Šī barona esamība tika apstiprināta 1994. gadā. Kopš tā laika CERN pētnieki centās noteikt, vai ir smagākas versijas.
Un tagad, pateicoties LHCb eksperimentam, šķiet, ka viņi tos ir atraduši. Galvenais bija izpētīt trajektorijas un enerģiju, ko detektorā atstāja daļiņas to galīgajā konfigurācijā, un izsekot tām sākotnējā stāvoklī. Pamatā Omega-c-nulles daļiņas ar spēcīgu spēku sadalās cita veida baronos (Xi-c-plus) un pēc tam caur vāju spēku protonos, kaonos un pionos.
Pēc tam pētnieki varēja noteikt, ka tas, ko viņi redz, ir Omega-c-nulles daļiņas dažādos enerģijas stāvokļos (t.i., ar dažādu izmēru un masu). Izsakot megaelektronvoltos (MeV), šo daļiņu masa ir attiecīgi 3000, 3050, 3066, 3090 un 3119 MeV. Šis atklājums bija diezgan unikāls, jo tas ietvēra daļiņu piecu augstākas enerģijas stāvokļu noteikšanu vienlaikus.
Tas bija iespējams, pateicoties LHCb detektora īpašajām iespējām un lielajai datu kopai, kas tika uzkrāta no pirmā un otrā LHC palaišanas - attiecīgi no 2009. līdz 2013. gadam un kopš 2015. gada. Apbruņojušies ar pareizo aprīkojumu un pieredzi, pētnieki spēja identificēt daļiņas ar lielu pārliecības līmeni, izslēdzot iespēju, ka tā bija statistiska datu kļūda.
Paredzams, ka atklājums parādīs arī dažus subatomisko daļiņu dziļākos noslēpumus, piemēram, kā trīs komponentus veidojošos kvarkus baronona iekšienē saista “stiprais spēks” - ti, pamatjoma, kas ir atbildīga par atomu iekšpuses turēšanu kopā . Vēl viens noslēpums, ka tas varētu palīdzēt atrisināt korelācijā starp dažādiem kvarka stāvokļiem.
Kā intervijā BBC paskaidroja Dr Greigs Kovāns - Edinburgas universitātes pētnieks, kurš strādā pie LHCb eksperimenta Cern LHC -
“Šis ir pārsteidzošs atklājums, kas parādīs, kā kvarki sasaistās. Tam var būt ietekme ne tikai uz protonu un neitronu labāku izpratni, bet arī uz eksotiskākiem multi-kvarku stāvokļiem, piemēram, pentakvarkiem un tetrakvarkiem.“
Nākamais solis būs noteikt šo jauno daļiņu kvantu skaitļus (skaitļus, ko izmanto, lai identificētu noteiktas daļiņas īpašības), kā arī noteikt to teorētisko nozīmīgumu. Kopš parādīšanās tiešsaistē LHC ir palīdzējis apstiprināt daļiņu fizikas standarta modeli, kā arī sniedzies ārpus tā, lai izpētītu lielākos nezināmos datus par to, kā Visumam bija jābūt un kā pamata spēki, kas to pārvalda, sader kopā.
Noslēgumā šo piecu jauno daļiņu atklāšana varētu būt izšķirošs solis ceļā uz visa teoriju (ToE of Everything - TOE) vai tikai vēl viens gabals ļoti lielajā mīklā, kas ir mūsu eksistence. Sekojiet līdzi, lai redzētu kuru!
