Tohutu osakeste kiirendi Suur Hadroni kiirgaja (LHC) nihutab jätkuvalt teaduse piire ja hiljutised selle osalusega tehtud katsed on teadlased avastanud midagi, mis võib olla esimene potentsiaalne tõend subatoomilise kvaosakese, mida nimetatakse odderoniks, olemasolu kohta, mis seni eksisteeris ainult teoreetiliselt … Saadud tulemused puudutavad hadroneid, elementaarosakeste perekonda, kuhu kuuluvad prootonid ja neutronid, mis koosnevad gluoonidega "kokku liimitud" kvarkidest.
LHC-ga tehtud katsetes kasutasid teadlased kiirendi spetsiaalset töörežiimi, kus põrkuvad prootonid jäävad terveks, selle asemel, et hävitada, tekitades sekundaarosakestest terved dušid. Varem märgati selliseid katseid tehes, et sellistes kokkupõrgetes prootonid ei lenda lihtsalt üksteise küljest, vaid neil õnnestub väga kiiresti mitu gluooni vahetada. Sel juhul oli "vahetus" gluunide arv alati varem.
Lõpuks ei leidnud teadlased odderooni ennast, kuid teadlased täheldasid teatud mõjusid, mis võivad viidata selle olemasolule. Füüsikud kasutasid prootoneid, millel on kõrge energia, mis võimaldas neil saada täpsemaid mõõtmisi. Ja nende mõõtmiste tulemustest leiti paaritu arvu gluunidega prootonite vahetamise juhtumeid, mis ei sobi sugugi kõigi selliste protsesside olemasolevate mudelitega. Teadlaste arvates vastutab prootonite kokkupõrke hetkeks lühikese aja jooksul tekkiva lahknevuse eest odderon, kvaosake, mis koosneb sel juhul kolmest, viiest, seitsmest või enamast paaritu hulgast gluunidest.
„Saadud tulemused ei riku olemasolevat osakeste füüsika standardmudelit. Selles mudelis on mitmeid "tumedaid laike" ja meie töö võimaldas meil "valgustada" ainult ühte neist piirkondadest ja lisada sellele veel üks uus detail, "ütleb osakeste füüsika ja alamelemendi füüsik Timothy Raben Kansase ülikoolist.
Otsingute jaoks kasutati katse TOTEM ülitundlikke andureid, mis olid paigaldatud kokkupõrketunneli nelja võtmepunkti, kus prootonikiired "ristuvad" ja miljardid kokkupõrked toimuvad iga sekund.
Üks võimalik seletus, miks prootonid võivad hävitamata kokku põrgata, on odderon, kuid praktikas pole teadlased seda kunagi täheldanud. See võib olla esimene kord, kui nende kvaosakeste olemasolu kohta tõeline tõestus saadakse,”kommenteerib kvaosakeste üldise otsimisega seotud TOTEM katsega tegeleva füüsikute rühma pressiesindaja Simona Giani.
Võhikule on sellest üsna raske aru saada, nii et teadlased selgitavad seda, kasutades näiteks autotransportijat, kes vedab autosid haagises.
«Kujutage ette, et prootonid on kaks suurt autosid vedavat traktorit. Neid nähakse sageli teel,”selgitab Raben.
Reklaamvideo:
"Kujutage nüüd ette, et need kaks veokit põrkavad omavahel kokku, kuid pärast õnnetust jäävad veokid puutumata, kuid nende veetud autod lendavad eri suundades. Ja samal ajal moodustuvad uued autod sõna otseses mõttes õhus. Energia läheb aine olekusse."
„Füüsikud on teoreetilisi odderone jahtinud viimased aastakümned, alates 1970. aastatest. Kuid tolleaegsed tehnoloogilised võimalused lihtsalt ei andnud tõendeid Odderonide olemasolu kohta,”lisab Raben.
Odderonide leidmise katsetesse oli kaasatud üle 100 teadlase kaheksast riigist. Miljardid prootonipaarid kiirenesid LHC sees igal sekundil. Tänu hadroni põrkuri moderniseerimisele 2015. aastal oli kiirendatud prootonite energia energiatase 13 TeV.
Ehkki teadlastel pole olnud võimalik odderoni otseselt jälgida, on nad selle tagajärgi näinud ja loodavad tulevikus saada läbipaistvamaid tulemusi. Teadlased usuvad, et LHC järgmine ajakohastamine võimaldab neid saavutada, mis võimaldab osakestel kiirendada veelgi kõrgemaid energianäitajaid.
"Eeldame lähiaastatel suurepäraseid tulemusi," kommenteeris Christophe Royon Kansase ülikoolist.
Praeguse töö tulemused on avaldatud veebisaidil ArXiv.org ja ootavad praegu teiste ekspertide hinnangut.
Nikolay Khizhnyak
