Fyzici vyhľadávajú nepolapiteľnú časticu, ktorá sa hýbe oboma smermi, a ak ju nájdu, môže vysvetliť niekoľko bizarných výsledkov zistených u atómových fajčiarov po celom svete.
V modernej fyzike je hmota rozdelená na svojej najzákladnejšej úrovni na dva typy častíc: Na jednej strane sú kvarky, ktoré sa najčastejšie viažu na protóny a neutróny, ktoré zase tvoria jadra atómov. Na druhej strane sú leptóny. Patria sem všetko s hmotnosťou - od bežných elektrónov k exotickejším miónom a tausom, až po slabé, takmer nezistiteľné neutrína. Za normálnych okolností sa tieto častice väčšinou držia vlastného druhu; kvarky interagujú primárne s inými kvarkmi a leptóny s inými leptónmi.
Fyzici sa však domnievajú, že je tam viac častíc. Oveľa viac. Jedna z navrhovaných tried častíc sa nazýva leptoquark. Ak existujú, leptoquark by preklenul priepasť medzi leptonmi a kvarkmi a spojil by sa s oboma druhmi častíc. Nikto nikdy nenašiel priamy dôkaz o existencii leptokvarkov, ale vedci majú dôvod sa domnievať, že sú tam vonku. V septembri experimentátori z Veľkého hadrónového zrážača (LHC) publikovali výsledky niekoľkých experimentov v predtlačovom časopise arXiv, ktorých cieľom je buď dokázať alebo vyvrátiť ich existenciu.
„Leptoquark sa stal jedným z najviac vzrušujúcich nápadov na rozšírenie našich výpočtov, pretože umožňujú vysvetliť niekoľko pozorovaných anomálií,“ uviedol vo vyhlásení fyzik KHLler Roman Kogler.
Čo sú to za anomálie? Minulé experimenty na LHC, Fermilab a inde odhalili podivné výsledky, s viac „udalosťami“, v ktorých sa vytvorili častice, ako predpokladali dominantné teórie fyziky. Leptoquark, ktorý by sa čoskoro po vytvorení rozpadol na sprchy iných častíc, by mohol vysvetliť tieto ďalšie udalosti.
Vedci na LHC, ktorí lovia štepotu, prechádzajú cez obrovské množstvo údajov. LHC rozbije spolu protóny pri extrémne vysokých energiách a v údajoch z týchto zrážok sa objaví nádej na určité časové vzorce, ktoré by ukázali, že v tomto kreatívnom ohni sa občas objavia lepkaparky.
Doteraz novo vydané papiere vylúčili iba určité druhy leptoquarkov, čo ukazuje, že leptoquark, ktorý by viazal leptony na kvarky na určitej energetickej úrovni, sa ešte neobjavil. Stále je však potrebné preskúmať veľa energie.
Yiming Zhong, fyzik na Bostonskej univerzite a spoluautor teoretickej práce z októbra 2017 uverejnenej v časopise The Journal of High Energy Physics s názvom The Guide of Hunter's Leptoquark, uviedol, že hoci je vzrušujúce vidieť vedcov LHC loviť leptoquark, myslí si ich víziu viaczložková častica je príliš úzka.
Fyzici častíc rozdeľujú častice hmoty nielen na leptóny a kvarky, ale aj na kategórie, ktoré nazývajú „generácie“. Kvarky hore a dole, ako aj elektrónové a elektrónové neutríny, sú kvarky a leptóny „prvej generácie“. Druhá generácia obsahuje kúzla a podivné kvarky, ako aj mióny a miónové neutrína. A top kvarky, kvarky dna, tausové a tau neutrína tvoria tretiu generáciu, podľa CERN, Európskej organizácie pre jadrový výskum, ktorá prevádzkuje LHC. Častice prvej generácie sú ľahšie a stabilnejšie, zatiaľ čo druhá a tretia generácia sú masívnejšie a majú kratšiu životnosť.
Všetky reštrikcie v oblasti leptokvarkov uverejnené LHC predpokladajú, že v prípade leptoquarkov sa dodržiavajú generačné pravidlá, ktorými sa riadia známe častice. Leptoquark tretej generácie sa môže spojiť s tau a spodným kvarkom. Druhá generácia by sa mohla spojiť s miónom a podivným kvarkom. A tak ďalej.
Ale Zhong povedal spoločnosti Live Science, že akýkoľvek úplný hon na leptoquark musí predpokladať, že tu môže byť „multigeneračná leptoquark“, ktorá sa môže divoko hojdať z elektrónov prvej generácie do spodných kvarkov tretej generácie. Povedal, že počul zvesti, že vedci sú pripravení začať také pátranie, ale že žiadna z novín, ktoré boli doteraz vydané z LHC, neodráža túto otvorenosť voči možnosti.
Medzitým by tam mohli byť leptoquark, ktorý by sa krátko spojil s akýmikoľvek časticami, ktoré si vyberú, a potom zmizol v blesku. Alebo nie. Pre túto chvíľu je hon na leptoquark stále zapnutý.
