Tá i bhfad níos mó cáithníní ann, go leor eile

Tá na fisiceoirí ag lorg cáithníní mistéireacha nach mór dóibh faisnéis a tharchur idir na glúnta cuairc agus na leiptóin agus atá freagrach as a n-idirghníomhaíochtaí. Níl an cuardach éasca, ach is féidir leis an luach saothair leptoquarks a aimsiú a bheith ollmhór.

Sa fhisic nua-aimseartha, ag an leibhéal is bunúsaí, roinntear ábhar ina dhá chineál cáithníní. Ar thaobh amháin, tá cuarc, a nascann le chéile go minic chun prótóin agus neodrón a fhoirmiú, a fhoirmíonn núicléis na n-adamh ina dhiaidh sin. Ar an láimh eile, tá leaptóin, is é sin, gach rud eile a bhfuil mais - ó ghnáthleictreoin go muon agus toin níos coimhthíocha, go neutrinos lag, beagnach do-bhraite.

Faoi ghnáthchoinníollacha, fanann na cáithníní seo le chéile. Idirghníomhaíonn Cuarc le daoine eile go príomha cuairc, agus leptóin le leptóin eile. Mar sin féin, tá amhras ar fhisiceoirí go bhfuil níos mó cáithníní ann ná baill de na clans thuasluaite. I bhfad níos mó.

Tugtar ceann de na haicmí nua cáithníní seo a moladh le déanaí leptoquarks. Ní bhfuair aon duine riamh fianaise dhíreach ar a bheith ann, ach feiceann taighdeoirí roinnt comharthaí go bhfuil sé indéanta. Dá bhféadfaí é seo a chruthú go cinntitheach, líonfadh leptoquarks an bhearna idir leiptóin agus cuarc, ag ceangal an dá chineál cáithníní. I mí Mheán Fómhair 2019, ar an bhfreastalaí athchló eolaíoch ar xiv, d'fhoilsigh turgnaimh a bhí ag obair ag an Imbhuailteoir Mór Hadron (LHC) torthaí roinnt turgnaimh a bhí dírithe ar leptoquarks a dhearbhú nó a eisiamh.

Luadh é seo ag fisiceoir LHC Roman Kogler.

Cad iad na haimhrialtachtaí seo? Tá torthaí aisteacha faighte ag turgnaimh níos luaithe ag an LHC, Fermilab agus áiteanna eile - níos mó imeachtaí foirmithe cáithníní ná mar a thuar teoiric fhisiceach príomhshrutha. D'fhéadfadh na leptoquarks ag lobhadh isteach i bhfoinsí cáithníní eile go luath i ndiaidh a bhfoirmithe na teagmhais bhreise seo a mhíniú. Chuir obair na bhfisiceoirí deireadh le cineálacha áirithe leptoquarks a bheith ann, rud a thugann le fios nach raibh na cáithníní “idirmheánacha” a cheangail leiptóin le leibhéil fuinnimh ar leith le feiceáil go fóill sna torthaí. Is fiú a mheabhrú go bhfuil réimsí leathan fuinnimh fós le briseadh.

Cáithníní idirghlúine

Dúirt Yi-Ming Zhong - fisiceoir in Ollscoil Boston agus comhúdar páipéar teoiriciúil i mí Dheireadh Fómhair 2017 ar an ábhar, a foilsíodh in Journal of High Energy Physics mar "The Leptoquark Hunter's Guide" - cé go bhfuil cuardach leptoquarks thar a bheith suimiúil, tá sé seo á ghlacadh anois tá fís na gcáithníní ró-chúng.

Roinneann fisiceoirí na gcáithníní cáithníní ábhair ní hamháin ina leamaí agus ina gcuarc, ach freisin ina gcatagóirí ar a dtugann siad “glúnta”. Is cuairc suas agus síos, chomh maith leis an leictreon agus neodríonó leictreoin, cuairc “chéad ghlúin” agus leptóin. Áirítear sa dara glúin charm agus cuarc aisteach, chomh maith le muons agus muon neutrinos. Agus cuarc ard agus áille, neoidríonó tau agus taon atá sa tríú glúin. Tá na cáithníní den chéad ghlúin níos éadroime agus níos cobhsaí, agus bíonn na cáithníní dara agus tríú glúin ag éirí níos toirtiúla agus tá saol seirbhíse níos giorra acu.

Tugann taighde eolaíoch arna fhoilsiú ag eolaithe ag an LHC le fios go gcloíonn leptoquarks na rialacha giniúna a rialaíonn cáithníní aitheanta. Is féidir le leptoquarks tríú glúin chumasc leis an thaon agus an chuarc áilleacht. Is féidir an dara glúin a chomhcheangal leis an muon agus an cuarc aisteach. Agus mar sin de.

Mar sin féin, dúirt Zhong, in agallamh leis an tseirbhís Eolaíochta Beo, gur cheart don chuardach glacadh leis go bhfuil siad ann. "Leptoquarks ilghlúin", ag bogadh ó leictreoin an chéad ghlúin go cuairc an tríú glúin. Dúirt sé freisin go bhfuil eolaithe réidh chun iniúchadh a dhéanamh ar an bhféidearthacht seo.

D'fhéadfadh duine a fhiafraí cén fáth ar lorg leptoquarks agus cad a d'fhéadfadh a chiallaíonn siad. Go teoiriciúil an-mhór. Roinnt mar gheall ar teoiric aontaithe mhór san fhisic, tuar siad go bhfuil cáithníní ann a chomhcheanglaíonn le leptóin agus cuarc, ar a dtugtar leptoquarks. Mar sin, b’fhéidir nach bhfuil a bhfionnachtain le fáil fós, ach gan amhras is é an cosán chuig Soitheach Naofa na heolaíochta é.