Det finns många fler partiklar, många fler
Fysiker letar efter mystiska partiklar som måste överföra information mellan generationer av kvarkar och leptoner och är ansvariga för deras interaktion. Sökandet är inte lätt, men belöningarna för att hitta leptoquarks kan vara enorma.
I modern fysik, på den mest grundläggande nivån, är materia uppdelad i två sorters partiklar. Å ena sidan finns kvarkar som oftast binder ihop till protoner och neutroner som i sin tur bildar atomkärnor. Å andra sidan finns det leptoner, det vill säga allt annat som har massa - från vanliga elektroner till mer exotiska myoner och toner, till svaga, nästan oupptäckbara neutriner.
Under normala förhållanden håller dessa partiklar ihop. Quarks interagerar huvudsakligen med andra kvarkar, och leptoner med andra leptoner. Men fysiker misstänker att det finns fler partiklar än medlemmarna i de tidigare nämnda klanerna. Mycket mer.
En av dessa nyligen föreslagna nya klasser av partiklar kallas leptovarki. Ingen har någonsin hittat direkta bevis för deras existens, men forskare ser vissa indikationer på att det är möjligt. Om detta kunde bevisas definitivt, skulle leptoquarks fylla gapet mellan leptoner och kvarkar genom att binda till båda typerna av partiklar. I september 2019 publicerade experimentörer som arbetade vid Large Hadron Collider (LHC) resultaten från flera experiment som syftade till att bekräfta eller utesluta förekomsten av leptoquarks på den vetenskapliga reprintservern.
Detta konstaterade LHC-fysikern Roman Kogler.
Vad är dessa anomalier? Tidigare experiment vid LHC, på Fermilab och på andra ställen har gett konstiga resultat - fler partikelproduktionshändelser än vad den vanliga fysiken förutspår. Leptoquarks som förmultnar till fontäner av andra partiklar kort efter deras bildande kan förklara dessa ytterligare händelser. Fysikernas arbete har uteslutit förekomsten av vissa typer av leptoquarks, och påpekat att "mellanliggande" partiklar som skulle binda leptoner till vissa energinivåer ännu inte har förekommit i resultaten. Det är värt att komma ihåg att det fortfarande finns ett stort utbud av energi att penetrera.
Intergenerationella partiklar
Yi-Ming Zhong, fysiker vid Boston University och medförfattare till en teoretisk artikel från oktober 2017 om ämnet, publicerad i Journal of High Energy Physics som "The Leptoquark Hunter's Guide", sa att även om sökandet efter leptoquarks är extremt intressant , det är nu accepterat partikelns syn är för snävt.
Partikelfysiker delar upp materiepartiklar inte bara i leptoner och kvarkar, utan i kategorier som de kallar "generationer". Upp- och nedkvarkar, såväl som elektron- och elektronneutrino, är "första generationens" kvarkar och leptoner. Den andra generationen inkluderar charmade och märkliga kvarkar, såväl som myoner och muonneutriner. Och höga och vackra kvarkar, tau och taon neutrinos utgör den tredje generationen. Den första generationens partiklar är lättare och mer stabila, medan andra och tredje generationens partiklar blir skrymmande och har kortare livslängd.
Vetenskapliga studier publicerade av forskare vid LHC tyder på att leptoquarks följer generationsreglerna som styr kända partiklar. Tredje generationens leptoquarks kan smälta samman med en taon och en vacker kvark. Den andra generationen kan kombineras med myonen och den märkliga kvarken. Etc.
Men Zhong, i en intervju med tjänsten "Live Science", sa att sökningen borde anta deras existens. "Multigenerationella leptoquarks", går från första generationens elektroner till tredje generationens kvarkar. Han tillade att forskare är redo att utforska denna möjlighet.
Man kan fråga sig varför leta efter leptoquarks och vad de kan betyda. Teoretiskt mycket stor. vissa för att stor föreningsteori inom fysiken förutsäger de förekomsten av partiklar som kombineras med leptoner och kvarkar, som kallas leptoquarks. Därför kan deras upptäckt ännu inte hittas, men detta är utan tvekan vägen till vetenskapens heliga gral.
