Veliki hadronski trkalnik (LHC), ogromen pospeševalnik delcev, še naprej premika meje znanosti in v zadnjih poskusih z njegovim sodelovanjem so znanstveniki odkrili nekaj, kar je lahko prvi potencialni dokaz za obstoj subatomskega kvazidelca, imenovanega odderon, ki je do takrat obstajal le v teoriji … Dobljeni rezultati zadevajo hadrone, družino osnovnih delcev, ki vključuje protone in nevtrone, ki so sestavljeni iz kvarkov, "zlepljenih" z gluoni.
V svojih eksperimentih z LHC so znanstveniki uporabili poseben način delovanja pospeševalnika, pri katerem trkajoči protoni ostanejo nedotaknjeni, namesto da bi bili uničeni, kar ustvarja cele plohe sekundarnih delcev. Prej med podobnimi poskusi je bilo opaziti, da pri takih trkih protoni ne odletijo le drug od drugega, temveč jim uspe zelo hitro izmenjati več gluonov. V tem primeru je bilo število "izmenjalnih" gluonov vedno prej.
Na koncu znanstveniki samega odderona niso našli, so pa raziskovalci opazili določene učinke, ki bi lahko kazali na njegovo prisotnost. Fiziki so uporabljali protone z visoko energijo, kar jim je omogočilo natančnejše meritve. In v rezultatih teh meritev so bili odkriti primeri izmenjave med protoni z neparnim številom gluonov, kar sploh ne sodi v vse obstoječe modele takšnih procesov. Raziskovalci verjamejo, da je za to neskladje, ki nastane za kratek čas v trenutku trka protonov, odgovoren odderon, kvazi delček, ki v tem primeru vsebuje tri, pet, sedem ali več neparnih števil gluonov.
»Dobljeni rezultati ne kršijo obstoječega standardnega modela fizike delcev. V tem modelu so številni "temni madeži" in naše delo nam je omogočilo, da "osvetlimo" samo eno od teh področij in mu dodamo še eno novo podrobnost, "pravi fizik delcev in podelementni fizik Timothy Raben z univerze v Kansasu.
Za iskanja so bili uporabljeni zelo občutljivi senzorji eksperimenta TOTEM, nameščeni na štirih ključnih točkah v trku trka, kjer se protonski žarki "križajo" in vsako sekundo pride do milijard trkov.
»Ena od možnih razlag, zakaj lahko protoni trčijo brez uničenja, je odderon, vendar v praksi znanstveniki tega nikoli niso opazili. Morda je prvič pridobljen pravi dokaz o obstoju teh kvazidelcev, «komentira Simona Giani, predstavnica skupine fizikov, ki sodelujejo s poskusom TOTEM, ki je del splošnega iskanja kvazidelcev.
Laikom je to precej težko razumeti, zato znanstveniki to razložijo na primeru avtomobilskega transporterja, ki prevaža avtomobile v prikolici.
»Predstavljajte si, da sta protona dva velika traktorja, ki prevažata avtomobile. Te pogosto vidimo na cesti, «razloži Raben.
Promocijski video:
»Zdaj si predstavljajte, da ta dva tovornjaka trčita med seboj, a po nesreči ostajajo tovornjaki nedotaknjeni, vendar bodo avtomobili, ki so jih prevažali, leteli v različne smeri. In hkrati se novi avtomobili dobesedno oblikujejo v zraku. Energija preide v stanje snovi."
»Fiziki lovijo teoretične odroke zadnjih nekaj desetletij, začenši v sedemdesetih letih. Vendar takratne tehnološke zmogljivosti preprosto niso dokazovale obstoja Odderonov, «dodaja Raben.
V poskusih iskanja odronov je sodelovalo več kot 100 znanstvenikov iz osmih držav. Milijarde protonskih parov so vsako sekundo pospeševale znotraj LHC. Zahvaljujoč posodobitvi hadronskega trkalnika leta 2015 je bila najvišja raven energije pospešenih protonov 13 TeV.
Čeprav raziskovalci odderona niso mogli neposredno opazovati, so bili priča njegovim učinkom in upajo, da bodo v prihodnosti imeli bolj pregledne rezultate. Znanstveniki verjamejo, da bo naslednja posodobitev LHC omogočila njihovo pridobitev, kar bo pospeševalnim delcem omogočilo še višje energijske kazalnike.
"V naslednjih nekaj letih pričakujemo odlične rezultate," je komentiral Christophe Royon z univerze v Kansasu.
Rezultati trenutnega dela so objavljeni na spletni strani ArXiv.org in trenutno čakajo na oceno drugih strokovnjakov.
Nikolay Khizhnyak