Díky usilovné práci našli vědci důkazy o existenci kvazičástice, která byla poprvé navržena jako hypotéza téměř před 50 lety: oděru.
Oderon je kombinací subatomárních částic, není to nová základní částice, ale v některých interakcích se tak chová a způsob, jakým zapadá do základních stavebních bloků hmoty, činí tento objev pro fyziky obrovským průlomem.
Nakonec byl oderon objeven pomocí podrobné analýzy dvou souborů dat, dosahujících pravděpodobnosti 5 sigma, kterou výzkumníci používají jako práh. To znamená, že pokud by oderon neexistoval, šance, že bychom takový efekt v datech náhodou viděli, by byla 1 ku 3,5 milionu.
Částice jako protony a neutrony se skládají z menších subatomárních částic: jednoduše řečeno, kvarky jsou „slepeny“ gluony, které přenášejí sílu. Spojení protonů v urychlovači částic nám dává možnost nahlédnout do jejich vnitřní struktury, nasycené gluony.
Když do sebe dva protony narazí, ale nějakým způsobem přežijí srážku, lze tuto interakci – typ pružného rozptylu – vysvětlit tak, že si protony vymění sudý nebo lichý počet gluonů.
Pokud je toto číslo sudé, jedná se o dílo kvazičástice pomeranian. Další možností – která se zřejmě vyskytuje mnohem méně často – je kvazičástice oderonu, sloučenina s lichým počtem gluonů. Až dosud nemohli vědci při experimentech detekovat oderony, ačkoli teoretická kvantová fyzika předpovídala, že by měly existovat.
Výzkum
Výzkumníci analyzovali velký soubor dat získaných z urychlovače částic Large Hadron Collider (LHC) ve Švýcarsku a urychlovače částic Tevatron ve Spojených státech.
Byly studovány miliony datových bodů, aby bylo možné porovnávat srážky protonu a protonu a antiprotonu, dokud vědci nebyli přesvědčeni, že vidí výsledky – liché gluonové vazby – které by byly možné pouze tehdy, kdyby oderon existoval.
Porovnání obou typů srážek odhalilo jasný rozdíl ve výměně energie - tento rozdíl ukazuje na oderon. Tým poté spojil přesnější měření s předchozím experimentem v roce 2018, který odstranil některé nejistoty, což jim umožnilo poprvé dosáhnout tak vysoké úrovně spolehlivosti detekce.
Tento objev také pomáhá zaplnit některé mezery v současné myšlence kvantové chromodynamiky nebo QCD, hypotézy o tom, jak kvarky a gluony interagují na minimální úrovni. Mluvíme o stavu hmoty v nejmenších měřítcích a o tom, jak se vše ve vesmíru spojuje.
Navíc podle výzkumníků může specializovaná technologie vyvinutá pro sledování oderonu v budoucnu najít mnoho dalších aplikací: například v lékařských nástrojích. A i když tento výzkum neodpovídá na všechny otázky o oderonech a jejich fungování, je to zatím nejlepší důkaz, že existují. Budoucí experimenty s urychlovači částic poskytnou další potvrzení a bezpochyby vyvolají další otázky.
Přečtěte si také: