Ọpọlọpọ awọn patikulu diẹ sii, pupọ diẹ sii

Awọn onimọ-jinlẹ n wa awọn patikulu aramada ti o gbọdọ gbe alaye laarin awọn iran ti quarks ati awọn lepton ati pe o jẹ iduro fun ibaraenisepo wọn. Iwadi naa ko rọrun, ṣugbọn awọn ere fun wiwa leptoquarks le jẹ nla.

Ni fisiksi igbalode, ni ipele ipilẹ julọ, ọrọ ti pin si oriṣi awọn patikulu meji. Ní ọwọ́ kan, àwọn quarks wà, tí wọ́n sábà máa ń so pọ̀ láti di àwọn proton àti neutroni, tí ó sì ń jẹ́ ìpìlẹ̀ ìpìlẹ̀ ti àwọn ọ̀tọ̀mù. Ni apa keji, awọn lepton wa, iyẹn ni, ohun gbogbo miiran ti o ni ibi-lati awọn elekitironi lasan si awọn muons nla ati awọn ohun orin diẹ sii, lati daku, awọn neutrinos ti a ko rii.

Labẹ awọn ipo deede, awọn patikulu wọnyi wa papọ. Quars ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn miiran okiki, ati awọn lepton pẹlu awọn lepton miiran. Bibẹẹkọ, awọn onimọ-jinlẹ fura pe awọn patikulu diẹ sii ju awọn ọmọ ẹgbẹ ti idile ti a mẹnuba lọ. Pelu pelu.

Ọkan ninu awọn wọnyi laipe dabaa titun kilasi ti patikulu ni a npe ni leptovarki. Kò sẹ́ni tó tíì rí ẹ̀rí tààràtà nípa wíwà wọn rí, ṣùgbọ́n àwọn olùṣèwádìí ń rí àwọn àmì kan pé ó ṣeé ṣe. Ti eyi ba le ṣe afihan ni pato, awọn leptoquarks yoo kun aafo laarin awọn lepton ati awọn quarks nipa sisọpọ si awọn iru patikulu mejeeji. Ni Oṣu Kẹsan ọdun 2019, lori olupin atuntẹjade imọ-jinlẹ ar xiv, awọn adanwo ti n ṣiṣẹ ni Large Hadron Collider (LHC) ṣe atẹjade awọn abajade ti ọpọlọpọ awọn adanwo ti o pinnu lati jẹrisi tabi ṣe idajọ aye ti leptoquarks.

Eyi ni a sọ nipasẹ onimọ-jinlẹ LHC Roman Kogler.

Kini awọn asemase wọnyi? Awọn idanwo iṣaaju ni LHC, ni Fermilab, ati ni ibomiiran ti mu awọn abajade ajeji jade — awọn iṣẹlẹ iṣelọpọ patiku diẹ sii ju awọn asọtẹlẹ fisiksi akọkọ lọ. Leptoquarks ti n bajẹ sinu awọn orisun ti awọn patikulu miiran ni kete lẹhin idasile wọn le ṣe alaye awọn iṣẹlẹ afikun wọnyi. Iṣẹ awọn onimọ-jinlẹ ti ṣe akoso aye ti awọn iru leptoquarks kan, tọka si pe awọn patikulu “agbedemeji” ti yoo so awọn lepton mọ awọn ipele agbara kan ko ti han ninu awọn abajade. O tọ lati ranti pe awọn sakani agbara jakejado tun wa lati wọ.

Intergenerational patikulu

Yi-Ming Zhong, onimọ-jinlẹ kan ni Ile-ẹkọ giga Boston ati onkọwe-iwe ti Oṣu Kẹwa ọdun 2017 iwe imọ-jinlẹ lori koko-ọrọ naa, ti a tẹjade ninu Iwe akọọlẹ ti Fisiksi Agbara giga bi “Itọsọna Hunter Leptoquark,” sọ pe lakoko ti wiwa fun leptoquarks jẹ iyanilenu pupọ. , o ti gba bayi ìríran patiku náà dín jù.

Awọn onimọ-jinlẹ pin awọn patikulu ọrọ kii ṣe si awọn lepton ati quarks nikan, ṣugbọn si awọn ẹka ti wọn pe ni “awọn iran.” Awọn quarks oke ati isalẹ, bakanna bi elekitironi ati neutrino elekitironi, jẹ “iran akọkọ” quarks ati awọn lepton. Awọn keji iran pẹlu charmed ati ajeji quarks, bi daradara bi muons ati muon neutrinos. Ati ki o ga ati ki o lẹwa quarks, tau ati taon neutrinos ṣe soke iran kẹta. Awọn patikulu iran akọkọ jẹ fẹẹrẹfẹ ati iduroṣinṣin diẹ sii, lakoko ti awọn patikulu keji ati iran kẹta ti n pọ si ati ni awọn igbesi aye kukuru.

Awọn ijinlẹ imọ-jinlẹ ti a tẹjade nipasẹ awọn onimọ-jinlẹ ni LHC daba pe awọn leptoquarks gbọràn si awọn ofin ti iran ti o ṣakoso awọn patikulu ti a mọ. Awọn leptoquarks iran-kẹta le dapọ pẹlu taon ati quark ẹlẹwa kan. Awọn keji iran le ti wa ni idapo pelu muon ati awọn ajeji quark. Ati bẹbẹ lọ.

Sibẹsibẹ, Zhong, ninu ifọrọwanilẹnuwo pẹlu iṣẹ naa “Imọ-jinlẹ Live”, sọ pe wiwa yẹ ki o gba aye wọn. "Awọn leptoquarks multigenerational", ti nkọja lati awọn elekitironi-iran akọkọ si awọn quarks iran-kẹta. O fi kun pe awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣetan lati ṣawari iṣeeṣe yii.

Ẹnikan le beere idi ti o wa awọn leptoquarks ati kini wọn le tumọ si. O tumq si gan tobi. diẹ ninu awọn nitori sayin unification yii ni fisiksi, wọn sọ asọtẹlẹ aye ti awọn patikulu ti o darapọ pẹlu awọn lepton ati quarks, eyiti a pe ni leptoquarks. Nitorina, wiwa wọn le ko tii ri, ṣugbọn eyi jẹ laiseaniani ọna si Grail Mimọ ti Imọ.