Còn nhiều hạt nữa, nhiều hạt nữa
Các nhà vật lý đang tìm kiếm các hạt bí ẩn phải chuyển thông tin giữa các thế hệ quark và lepton và chịu trách nhiệm về sự tương tác của chúng. Việc tìm kiếm không dễ dàng, nhưng phần thưởng cho việc tìm kiếm các leptoquark có thể rất lớn.
Trong vật lý hiện đại, ở cấp độ cơ bản nhất, vật chất được chia thành hai loại hạt. Mặt khác, có các quark, chúng thường liên kết với nhau để tạo thành proton và neutron, lần lượt tạo thành hạt nhân của nguyên tử. Mặt khác, có lepton, tức là mọi thứ khác có khối lượng - từ các electron bình thường đến các muon và tông màu kỳ lạ hơn, cho đến các hạt neutrino mờ nhạt, gần như không thể phát hiện được.
Trong điều kiện bình thường, các hạt này ở lại với nhau. Các hạt quark chủ yếu tương tác với các hạt quark, và lepton với các lepton khác. Tuy nhiên, các nhà vật lý nghi ngờ rằng có nhiều hạt hơn các thành viên của các thị tộc nói trên. Nhiều hơn nữa.
Một trong những lớp hạt mới được đề xuất gần đây này được gọi là leptovarki. Không ai từng tìm thấy bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của chúng, nhưng các nhà nghiên cứu đang thấy một số dấu hiệu cho thấy điều đó có thể xảy ra. Nếu điều này có thể được chứng minh một cách chắc chắn, leptoquark sẽ lấp đầy khoảng cách giữa lepton và quark bằng cách liên kết với cả hai loại hạt. Vào tháng 2019 năm XNUMX, trên máy chủ tái bản khoa học ar xiv, các nhà thí nghiệm làm việc tại Máy va chạm Hadron Lớn (LHC) đã công bố kết quả của một số thí nghiệm nhằm xác nhận hoặc loại trừ sự tồn tại của hạt leptoquark.
Điều này đã được phát biểu bởi nhà vật lý Roman Kogler của LHC.
Những dị thường này là gì? Các thí nghiệm trước đó tại LHC, tại Fermilab, và các nơi khác đã mang lại kết quả kỳ lạ - nhiều sự kiện sản xuất hạt hơn dự đoán của vật lý chính thống. Leptoquarks phân rã thành các đài phun của các hạt khác ngay sau khi chúng hình thành có thể giải thích những sự kiện bổ sung này. Nghiên cứu của các nhà vật lý đã loại trừ sự tồn tại của một số loại leptoquark, chỉ ra rằng các hạt "trung gian" có thể liên kết lepton với các mức năng lượng nhất định vẫn chưa xuất hiện trong kết quả. Điều đáng nhớ là vẫn có những dải năng lượng rộng để xuyên qua.
Hạt giữa các thế hệ
Yi-Ming Zhong, một nhà vật lý tại Đại học Boston và là đồng tác giả của một bài báo lý thuyết vào tháng 2017 năm XNUMX về chủ đề này, được xuất bản trên Tạp chí Vật lý Năng lượng Cao với tên gọi "Hướng dẫn của Thợ săn Leptoquark", nói rằng trong khi việc tìm kiếm các hạt leptoquark là vô cùng thú vị , nó hiện đã được chấp nhận tầm nhìn của hạt quá hẹp.
Các nhà vật lý hạt chia các hạt vật chất không chỉ thành lepton và quark, mà thành các loại mà họ gọi là "thế hệ". Các quark lên và xuống, cũng như electron và neutrino electron, là các quark và lepton "thế hệ đầu tiên". Thế hệ thứ hai bao gồm các hạt quark quyến rũ và lạ, cũng như các hạt muon và hạt neutrino muon. Và các hạt quark cao và đẹp, neutrino tau và taon tạo nên thế hệ thứ ba. Các hạt thế hệ đầu tiên nhẹ hơn và ổn định hơn, trong khi các hạt thế hệ thứ hai và thứ ba ngày càng cồng kềnh hơn và có tuổi thọ ngắn hơn.
Các nghiên cứu khoa học được công bố bởi các nhà khoa học tại LHC cho thấy rằng các hạt leptoquark tuân theo các quy luật phát sinh chi phối các hạt đã biết. Các leptoquark thế hệ thứ ba có thể kết hợp với một taon và một hạt quark đẹp. Thế hệ thứ hai có thể được kết hợp với muon và quark lạ. Vân vân.
Tuy nhiên, Zhong, trong một cuộc phỏng vấn với dịch vụ "Live Science", nói rằng cuộc tìm kiếm nên giả định sự tồn tại của chúng. "Các leptoquark nhiều thế hệ", chuyển từ các electron thế hệ thứ nhất sang các hạt quark thế hệ thứ ba. Ông nói thêm rằng các nhà khoa học đã sẵn sàng khám phá khả năng này.
Người ta có thể hỏi tại sao lại tìm kiếm leptoquark và ý nghĩa của chúng. Về mặt lý thuyết là rất lớn. một số vì lý thuyết thống nhất lớn trong vật lý, họ dự đoán sự tồn tại của các hạt kết hợp với lepton và quark, chúng được gọi là leptoquark. Do đó, khám phá của họ có thể vẫn chưa được tìm thấy, nhưng chắc chắn đây là con đường dẫn đến Chén Thánh của khoa học.
