Fiziķi meklē nemanāmu daļiņu, kas šūpojas abos virzienos, un, ja viņi to atrod, tas varētu izskaidrot vairākus dīvainus rezultātus, kas atrasti atomu iznīcinātājiem visā pasaulē.
Mūsdienu fizikā matērija tās pamatlīmenī ir sadalīta divos daļiņu veidos: No vienas puses, ir kvarki, kas visbiežāk saistās, veidojot protonus un neitronus, kas savukārt veido atomu kodolus. No otras puses, ir leptoni. Tajos ietilpst arī viss pārējais ar masu - no parastajiem elektroniem līdz eksotiskākiem mūoniem un tausiem līdz vājiem, gandrīz nenosakāmiem neitrīniem. Normālos apstākļos šīs daļiņas galvenokārt paliek pie sava veida; kvarki galvenokārt mijiedarbojas ar citiem kvarkiem, un leptoni ar citiem leptoniem.
Bet fiziķiem ir aizdomas, ka tur ir vairāk daļiņu. Daudz vairāk. Un vienu no šīm ierosinātajām daļiņu klasēm sauc par leptoquark. Ja tādi pastāv, leptokvarki pārvarētu plaisu starp leptoniem un kvarkiem, savienojot tos ar abām daļiņu šķirnēm. Neviens nekad nav atradis tiešus pierādījumus par leptokarku esamību, taču pētniekiem ir iemesls aizdomām, ka viņi tur atrodas. Septembrī Lielā hadronu sadursmes (LHC) eksperimentālisti pirmsdrukas žurnālā arXiv publicēja vairāku eksperimentu rezultātus, kas bija paredzēti, lai pierādītu vai atspēkotu to esamību.
"Leptokvarki ir kļuvuši par vienu no visvairāk satraucošajām idejām mūsu aprēķinu paplašināšanai, jo tie ļauj izskaidrot vairākas novērotās anomālijas," teikts paziņojumā LHC fiziķim Romēnam Kogeram.
Kas tās par anomālijām? Iepriekšējie eksperimenti LHC, Fermilab un citur ir parādījuši dīvainus rezultātus ar vairāk "notikumiem", kur radītas daļiņas, nekā prognozēja dominējošās fizikas teorijas. Leptokvarki, kas drīz pēc to radīšanas sadalītos citu daļiņu dušās, varētu izskaidrot šos papildu notikumus.
Lai medītu leptokarku, LHC pētnieki izsijā milzīgus datu apjomus. LHC sadala kopā protonus ar ārkārtīgi lielu enerģiju, un cerība, ka laika gaitā parādīsies dati no tām sadursmēm, kas parādītu, ka leptokvarki ik pa laikam īsi parādās tajā radošajā aizdegunē.
Līdz šim jauniznākušie dokumenti ir izslēguši tikai noteikta veida leptokvarkus, parādot, ka vēl nav parādījušies leptokvarki, kas saistītu leptonus ar kvarkiem noteiktā enerģijas līmenī. Bet joprojām ir plašs enerģijas diapazons, ko izpētīt.
Yiming Zhong, Bostonas universitātes fiziķis un līdzautors 2017. gada oktobra teorētiskajam darbam, kas publicēts žurnālā The High Energy Physics ar nosaukumu The Leptoquark Hunter's Guide, sacīja, ka, lai arī ir aizraujoši redzēt LHC pētniekus, kuri medī leptoquarks, viņš domā, ka viņu redzējums par daudznozaru daļiņa ir pārāk šaura.
Daļiņu fiziķi vielas daļiņas sadala ne tikai leptonos un kvarkos, bet arī kategorijās, kuras viņi sauc par “paaudzēm”. Augšup un lejup esošie kvarki, kā arī elektronu un elektronu neitrīno ir "pirmās paaudzes" kvarki un leptoni. Otrajā paaudzē ietilpst šarms un savādi kvarki, kā arī muoni un muonu neitrīni. Saskaņā ar Eiropas Kodolpētījumu organizācijas CERN datiem, kas pārvalda LHC, augšējie kvarki, apakšējie kvarki, taus un tau neitrīni veido trešo paaudzi. Pirmās paaudzes daļiņas ir vieglākas un stabilākas, turpretī otrās un trešās paaudzes ir masīvākas un īsākas.
LHC publicētajos leptoquark meklējumos tiek pieņemts, ka leptoquarks ievēro paaudžu noteikumus, kas regulē zināmās daļiņas. Trešās paaudzes leptoquark varētu būt savienots ar tau un apakšējo kvarku. Otrās paaudzes cilvēks varētu savienoties ar muonu un dīvainu kvarku. Un tā tālāk.
Bet Zhong sacīja Live Science, ka jebkurai pilnīgai leptoquark medībām ir jāpieņem, ka tur varētu būt daudzpaaudžu leptoquarks, mežonīgi šūpojoties no pirmās paaudzes elektroniem uz trešās paaudzes apakšējiem kvarkiem. Viņš sacīja, ka ir dzirdējis baumas, ka tur esošie pētnieki ir gatavi sākt šādu meklēšanu, taču neviens no LHC pagaidām publicētajiem dokumentiem neatspoguļo šo atvērtību iespējai.
Pa to laiku, iespējams, atradīsies leptokvarki, kas īslaicīgi savienosies ar visām izvēlētajām daļiņām, pirms pazūd zibspuldzē. Vai arī viņi to nevarētu. Pagaidām joprojām notiek leptoquark medības.
