Головна / Наука / Таємничі лептокварки можуть пов’язувати обидва типи речовини

Таємничі лептокварки можуть пов’язувати обидва типи речовини

Фізики полюють на невловиму частинку, яка зможе пояснити деякі дивні результати, одержувані в прискорювачах частинок.

В сучасній фізиці, на базовому рівні, речовина поділяється на два типи частинок. Є кварки, найчастіше з’єднуються для формування протонів і нейтронів, з яких складаються атомні ядра. А ще є лептони — всі інші частинки від звичайних електронів до більш екзотичних мюонів, Т (тау) і практично нереєстрованих нейтрино. Зазвичай ці частинки в основному мають справу із собі подібними: кварки взаємодіють з кварками, а лептони — з лептонами.

Однак фізики підозрюють, що часток куди більше. Один з пропонованих класів називається лептокварками. Якщо вони існують, то здатні прокласти міст між лептонами і кварками, з’єднуючись з обома типами частинок. Ніхто поки не знаходив прямого доказу існування лептокварків, але у дослідників є причини припускати їх наявність. У вересні експериментатори БАК опублікували у базі препринтів arXiv.org результати декількох експериментів для підтвердження або спростування існування лептокварків.

«Лептокварки стали однією з найпривабливіших ідей для розширення наших обчислень, через те, що вони здатні пояснити деякі з спостережуваних аномалій», — повідомив фізик БАК Роман Коглер в роботі.

Що ж це за аномалії? Деякі з минулих експериментів на ВАК, в Фермілабе та інших установах показали дивні результати, в яких було більше «подій» створення частинок, ніж передбачали панівні фізичні теорії. Лептокварки, які могли перетворитися в безліч інших частинок незабаром після формування, здатні пояснити ці події.

У пошуках лептокварків дослідники БАК вивчили величезні обсяги даних. Вже опубліковані роботи поки тільки виключили деякі їх типи, показавши, що лептокварки, які б пов’язували лептони і кварки безпосередньо на високих енергетичних рівнях, ще не проявилися. Але залишаються дуже широкі діапазони для вивчення.

Фізики поділяють частки матерії не тільки на лептони і кварки, але і на «покоління». Верхній і нижній кварки, електрон і електронне нейтрино — перше покоління кварків і лептонів. У друге покоління входять дивний і зачарований кварк, мюон і мюонне нейтрино. У третє покоління входять істинний і чарівний кварки, т (тау) і т-нейтрино. Перше покоління легше і стабільніше, тоді як друге і третє покоління — масивні і недовговічні.

Пошуки лептокварків, результати яких опубліковані дослідниками БАК, припускають, що вони слідують правилам поколінь, чільним над відомими частинками. Лептокварк третього покоління може з’єднуватися з т (тау) і чарівним кварком. Лептокварк другого покоління здатний з’єднуватися з мюоном і дивним кварком. І так далі. Полювання триває.