Nowy rodzaj materii? Tajemniczy sygnał z Wielkiego Zderzacza Hadronów
Naukowcy z CERN odkryli sygnał, który może wskazywać na istnienie nowego rodzaju materii. Hipotetyczna cząstka zwana toponium może być najmniejszą częścią rzeczywistości jaką udało się dotychczas zaobserwować, a odkrycie to może zrewolucjonizować fizykę cząstek.
Naukowcy z CERN analizując dane pochodzące z Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) wykryli tajemnicze zjawisko, które wskazuje na istnienie nowego rodzaju materii. Cząstka toponium powstała wskutek połączenia się kwarków górnych w jeden obiekt i może okazać się najmniejszą cząstką jaką kiedykolwiek zaobserwowaliśmy. Odkrycie tego tajemniczego elementu rzeczywistości może zmienić sposób w jaki fizycy badają granicę kwantową.
Czym jest toponium?
Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. W świecie fizyki oznacza to, że każda rzecz, którą możemy dotknąć lub zmierzyć, zbudowana jest z atomów, które są zbudowane z kwarków. Teorie wskazywały na istnienie cząstek takich jak toponium i jednak dotąd wątpiono, że stan ten jest możliwy do zaobserwowania w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Wynikało to z faktu, że kwarki górne są najbardziej masywnymi i i wyjątkowo krótko żyjącymi cząstkami elementarnymi.
Obserwowanie większej liczby par kwarków top niż oczekiwano jest często uważane za dowód na obecność dodatkowych bozonów Higgsopodobnych
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
W Wielkim Zderzaczu Hadronów naukowcy doprowadzają do zderzenia protonów, właśnie po to, aby wytworzyć pary kwarków oraz ich antyprotonów, czyli ich odpowiedników w antymaterii. Są to tak zwane pary tt-bar. W ten sposób badacze testują Model Standardowy, który choć jest holistyczną teorią to wciąż niekompletną.
Niestabilne stany materii
Jeśli toponium zostanie potwierdzone, będzie to kolejny przykład kwarkonium, czyli niestabilnych stanów kwark-antykwark, jednak jak twierdzą fizycy to odkrycie byłoby wyjątkowe.Jak podaje portal Scitech Daily, wcześniej odkryto charmonium i bottomonium, ale toponium, ze względu na swoją masę, byłoby najmniejszym znanym hadronem.
Toponium byłoby unikalne, ponieważ jego rozpad byłby wywołany spontanicznym rozpadem jednego z jego kwarków
Zespół CMS analizował dane z lat 2016-2018, kiedy to zauważyli nadmiar par top kwarków przy minimalnej energii potrzebnej do ich produkcji. To skłoniło ich do rozważenia hipotezy o istnieniu toponium, choć inne wyjaśnienia również są możliwe. Obecnie zespoły CMS i ATLAS współpracują, aby dokładniej zbadać to zjawisko, które wciąż pozostaje otwartym pytaniem naukowym.
