ფიზიკოსთა განცხადებით, ევროპის დიდი ადრონული კოლაიდერის მონაცემებში, კვარკების სამი აქამდე უცნობი კომბინაციის მტკიცებულებას მიაგნეს. მსოფლიოში უდიდესი ნაწილაკების ამაჩქარებელი მაღალენერგიული ექსპერიმენტის ახალ რაუნდს ახლა იწყებს.
ნაწილაკთა სამი ეგზოტიკური ტიპი მოიცავს ორ ოთხკვარკიან კომბინაციას, რომელსაც ტეტრაკვარკებს უწოდებენ და ხუთკვარკიან ერთეულს, სახელად პენტაკვარკს; ისინი სრულ შესაბამისობაშია სტანდარტულ მოდელთან, ატომების სტრუქტურის აღმწერ თეორიას, რომელმაც უკვე ათწლეულებს გაუძლო.
მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ დიდი ადრონული კოლაიდერის ამჟამინდელი რაუნდი მიაგნებს ისეთი ფიზიკის მტკიცებულებას, რომელიც სტანდარტული მოდელის ჩარჩოებს სცდება და ახსნის ბუნების ისეთ იდუმალ ფენომენს, როგორიც არის ბნელი მატერია. ასეთი მტკიცებულება შეიძლება მიუთითებდეს სუბატომურ ნაწილაკთა ახალ კრებულზე, ანდაც ჩვენი სამყაროს სხვა, დამატებით განზომილებებზეც კი.
დიდი ადრონული კოლაიდერი სამი წლის განმავლობაში გათიშული იყო და მიმდინარეობდა მისი სისტემების განახლება, რათა მიაღწიოს ენერგიის უპრეცედენტო დონეებს. გამორთულობის ეტაპი აპრილში დასრულდა და მას შემდეგ, საფრანგეთი-შვეიცარიის საზღვარზე მდებარე CERN-ის კვლევითი ცენტრის მეცნიერები და ინჟინრები სამეცნიერო ოპერაციების განახლებისთვის ემზადებოდნენ. მონაცემთა შეგროვებისა და ანალიზის მესამე რაუნდი კოლაიდერმა გუშინ დაიწყო.
„ჯადოსნური მომენტია. ეს ეს არის განვახორციელეთ შეჯახებები უპრეცედენტო ენერგიაზე, 13,6 ტერაელექტრონვოლტზე, რაც CERN-ში კვლევების ახალ ეპოქას უდებს დასაბამს“, — ამბობს CERN-ის გენერალური დირექტორი ფაბიოლა ჯიანოტი.
ჯიანოტი და დიდი ადრონული კოლაიდერის მეცნიერები მესამე რაუნდში იმდენი მონაცემის შეგროვებას ვარაუდობენ, რაც გასული 13 წლის მანძილზე, კოლაიდერის წინა ორი რაუნდისას შეაგროვეს.
„რა თქმა უნდა, ეს გაზრდის ჩვენს შესაძლებლობებს სამყაროს ფუნდამენტური კანონების აღმოსაჩენად და გასაგებად“, — აღნიშნავს ჯიანოტი.
მესამე რაუნდში, სუპერგამტარი მაგნიტებისა და ნაწილაკების დამაფიქსირებელი დეტექტორებისგან შემდგარი 27-კილომეტრიანი რგოლი ოთხი წლის განმავლობაში იმუშავებს.
ათი წლის წინ, 2012 წლის 4 ივლისს, დიდი ადრონული კოლაიდერის ფიზიკოსებმა საზოგადოებას მათი უდიდესი აღმოჩენის შესახებ ამცნეს: ეს გახლდათ მტკიცებულება ჰიგსის ბოზონის არსებობის შესახებ, სუბატომური ნაწილაკის, რომელიც მასის ფენომენის ახსნაში გვეხმარება.
სუბატომურ ნაწილაკთა სამი ახალი ტიპი, რომლებიც გუშინ, CERN-ის სემინარის მსვლელობისას აღწერეს, ჰიგსის დონის აღმოჩენას არ წარმოადგენს. უბრალოდ მიუთითებს, რომ დიდი ადრონული კოლაიდერი ცხელ კვალზეა სამყაროს ჯერ არნახულ საშენ მასალათა აღმოსაჩენად.
დიდი ადრონული კოლაიდერი პროტონებს ერთმანეთს სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით აჯახებს, რათა შეისწავლოს კვარკების კომბინაციები, რომლებსაც ადრონებს უწოდებენ.
„რაც უფრო მეტ ანალიზს ვაკეთებთ, მით უფრო მეტ ეგზოტიკურ ადრონებს ვპოულობთ. მომსწრე ვართ 1950-იანი წლების მსგავსი აღმოჩენების პერიოდისა, როდესაც ადრონების „ნაწილაკთა ზოოპარკის“ აღმოჩენა დაიწყო და საბოლოოდ, 1960-იან წლებში მიგვიყვანა ჩვეულებრივი ადრონების კვარკის მოდელთან. ახლა „ნაწილაკთა ზოოპარკი 2.0-ს ვქმნით“, — ამბობს კოლაიდერის LHCb დეტექტორის ფიზიკის კოორდინატორი ნილს ტუნინგი.
LHCb-ის პრესსპიკერის, კრის პარკსის განცხადებით, კვარკების ახალი კომბინაციების შესწავლა თეორეტიკოსებს დაეხმარება ეგზოტიკურ ადრონების გაერთიანებული მოდელის შექმნაში, რომელთა ზუსტი ბუნებაც დიდწილად უცნობია.
ადრონების უმეტესობა არც ისე ეგზოტიკურია. მაგალითად, პროტონები და ნეიტრონები ერთმანეთთან მიბმული სამი კვარკისგან შედგება. ორკვარკიან კომბინაციებს პიონებს უწოდებენ.
გაცილებით იშვიათია ოთხ- და ხუთკვარკიანი კომბინაციები და მიჩნეულია, რომ ისინი მხოლოდ წამიერად არსებობენ, ვიდრე სხვადასხვა ტიპის ნაწილაკებად დაიშლებიან.
კვარკები ექვსი სხვადასხვა „არომატით“ გვხვდება: ზევითა და ქვევითა, ზედა და ქვედა, მომხიბვლელი და უცნაური.
LHCb-ის ჯგუფმა შეისწავლა უარყოფითად დამუხტული B მეზონების დაშლა და ნახა პენტაკვარკის არსებობის მტკიცებულება, რომელიც შედგებოდა მომხიბვლელი კვარკისა და მომხიბვლელი ანტიკვარკისგან, პლუს ზევითა, ქვევითა და უცნაური კვარკისგან. ის ამ დროისთვის ცნობილი პირველი პენტაკვარკია, რომელიც უცნაურ კვარკს შეიცავს.
ახლად იდენტიფიცირებული ორი ტეტრაკვარკი შეიცავს ოთხი კვარკის „ორმაგად ელექტრულად დამუხტულ“ კომბინაციას: მომხიბვლელ კვარკს, უცნაურ ანტიკვარკს, ზევითა კვარკს და ქვევითა ანტიკვარკს.
ეს ტეტრაკვარკი თავის ნეიტრალურ თანამოძმესთან კომბინაციაში შენიშნეს, რომელსაც ჰქონდა მომხიბვლელი კვარკი, უცნაური კვარკი, უცნაური ანტიკვარკი, ზევითა ანტიკვარკი და ქვევითა კვარკი. CERN-ის განცხადებით, ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც ტეტრაკვარკების წყვილი ერთად დააფიქსირეს.
ზოგიერთი თეორიული მოდელი ეგზოტიკურ ადრონებს მჭიდროდ შეკრული კვარკების ცალკეულ ერთეულებად წარმოგვიდგენს. სხვა მოდელები სტანდარტული ადრონების წყვილთა სახით, რომლებიც ცუდად არიან შეკრული, დაახლოებით ისე, როგორც ატომები ეკვრიან ერთმანეთს მოლეკულების წარმოსაქმნელად.
„მხოლოდ დრო და ეგზოტიკურ ადრონთა უფრო მეტი კვლევა გვეტყვის, ეს ნაწილაკები ერთია, მეორე თუ ორივე“, — აღნიშნავს CERN-ი.
მომზადებულია Universe Today-ს მიხედვით.
