Çok kötü bir fizik bilmecesinin başlangıcı gibi geliyor: Ben gerçekten olmayan bir parçacıkım; Tespit edilmeden bile yok olurum, ama görülebilir. Fizik anlayışınızı bozuyorum ama bilginizi elden geçirmiyorum. Ben kimim?
Bu bir odderon, adından da anlaşılamayacak kadar tuhaf bir parçacık ve son zamanlarda en güçlü atom parçalayıcı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısında tespit edilmiş olabilir, burada parçacıklar 17 mil uzunluğunda neredeyse ışık hızında sıkıştırılır ( 27 kilometre) İsviçre'de Cenevre yakınlarındaki halkalar.
Bu sadece karmaşık
Öncelikle, odderon gerçekten bir parçacık değil. Parçacıklar olarak düşündüğümüz şey genellikle çok kararlıdır: elektronlar, protonlar, kuarklar, nötrinolar vb. Bir avuç elinizde tutabilir ve yanınızda taşıyabilirsiniz. Heck, eliniz tam anlamıyla onlardan yapılmış. Ve eliniz yakında hiçbir zaman ince havaya kaybolmuyor, bu nedenle temel parçacıklarının uzun vadede bulunduğunu muhtemelen güvenle varsayabiliriz.
Uzun süre dayanmayan ancak yine de partikül olarak adlandırılan başka parçacıklar vardır. Kısa ömürlerine rağmen, parçacıklar olarak kalırlar. Herhangi bir etkileşimden ayrı olarak özgür, bağımsız ve kendi başlarına yaşayabilirler - bunlar gerçek bir parçacığın ayırt edici özellikleridir.
Ve sonra, hiç bir parçacık olmamanın sadece bir adımı olan kuasiparçacık var. Kuasipartiküller tam olarak parçacık değildir, ancak tam olarak kurgu da değildir. Sadece… karmaşık.
İçinde olduğu gibi, tam anlamıyla karmaşık. Özellikle, parçacıkların çok yüksek hızlardaki etkileşimleri karmaşıklaşır. İki proton neredeyse ışık hızında birbirine çarptığında, iki bilardo topunun birbirine çatlaması gibi değil. Birbirine sallanan iki denizanası bloğuna benziyor, bağırsaklarını içeri çeviriyor ve çıkışta denizanası olmaya dönmeden önce her şeyin yeniden düzenlenmesini sağlıyor.
Yarı hissetmek
Tüm bu karmaşık dağınıklıkta bazen garip desenler ortaya çıkıyor. Küçük parçacıklar bir göz açıp kapayıncaya kadar varoluşuna girer ve çıkarlar, sadece başka bir geçici parçacık ve onu izlerler. Bazen bu parçacık parlamaları belirli bir sırada veya düzende ortaya çıkar. Bazen parçacıkların bile yanıp sönmesi değil, sadece çarpışma karışımının çorbasında titreşimler - geçici bir parçacığın varlığını gösteren titreşimler.
Burada fizikçiler matematiksel bir ikilemle karşı karşıya. Ya bu efervesan kalıplara yol açan tüm karmaşık dağınıklığı tam olarak tanımlamaya çalışabilirler ya da - sadece rahatlık uğruna - bu kalıpların kendi başlarına "parçacıklar" olduğunu, ancak negatif kitleler gibi garip özelliklere sahip olduğunu iddia edebilirler. ve zamanla değişen dönüşler.
Fizikçiler ikinci seçeneği seçerler ve böylece kuasipartikül doğar. Kuasipartiküller, yüksek enerjili bir parçacık çarpışmasının ortasında ortaya çıkan kısa, efervesan desenler veya enerji dalgalarıdır. Ancak bu durumu matematiksel olarak tam olarak tanımlamak için çok fazla çalışma gerektirdiğinden, fizikçiler bazı kısayollar alıyor ve bu modellerin kendi parçacıkları olduğunu iddia ediyorlar. Sadece matematiğin işlenmesini kolaylaştırmak için yapılır. Yani, yarı parçacıklar kesinlikle olmamasına rağmen parçacıklar gibi muamele görürler.
Amcanın şakalarının aslında komik olduğunu iddia etmek gibi. O sadece kolaylık uğruna quasifunny.
İyi şanslar
Belirli bir kuasipartikül türüne, 1970'lerde var olduğu tahmin edilen odderon denir. Tek bir kuark - maddenin yapı taşları olan teensy parçacıkları - proton ve antiproton çarpışmaları sırasında kısa bir süre için ortaya çıktığında ve çıktığında ortaya çıktığı düşünülmektedir. Bu şut senaryosunda odronlar mevcutsa, parçacıklar kendileriyle ve antipartikülleri ile çarpışmaların kesitlerinde (bir parçacığın diğerine ne kadar kolay çarptığı için fizik jargonu) küçük bir fark olacaktır.
Örneğin, bir grup protonu birlikte çarptığımızda, bu etkileşim için bir kesit hesaplayabiliriz. Daha sonra bu egzersizi proton-antiproton çarpışmaları için tekrarlayabiliriz. Odderonsuz bir dünyada, bu iki kesit aynı olmalıdır. Ancak odderons görüntüyü değiştirir - odderons olarak adlandırdığımız bu kısa desenler, parçacık-parçacıkta, enine kesitleri hafifçe değiştirecek antipartikül-antipartikül çarpışmalarından daha olumlu görünür.
Sorun şu ki, bu farkın çok, çok küçük olduğu tahmin ediliyor, bu yüzden bir tespit talep edebilmeniz için bir sürü olaya veya çarpışmaya ihtiyacınız olacak.
Şimdi, protonları ve antiprotonları düzenli olarak parçalayan dev bir parçacık çarpıştırıcıya sahip olsaydık ve bunu böyle yüksek enerjilerde ve sık sık güvenilir istatistikler elde edebiliyorduk. Oh, doğru: Evet, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı.
26 Mart'ta, preprint server arXiv'de yayınlanan yakın tarihli bir makalede, TOTEM İşbirliği (yüksek enerjili fiziğin komik jargon kısaltmalarında, TOTEM "TOTal kesit, Elastik saçılma ve kırınım ayrıştırma Ölçümü" anlamına geliyor) diğer protonları parçalayan protonların antiprotonlara çarpan protonlara karşı enine kesitleri arasındaki önemli farklılıklar. Ve farkı açıklamanın tek yolu, onlarca yıllık odderon fikrini diriltmektir. Veriler için başka açıklamalar da olabilir (başka bir deyişle, egzotik parçacıkların diğer formları), ancak odderons, göründüğü kadar garip, en iyi aday gibi görünüyor.
TOTEM evren hakkında yeni ve korkak bir şey keşfetti mi? Kesinlikle. TOTEM yepyeni bir parçacık keşfetti mi? Hayır, çünkü odronlar kendi başlarına parçacıklar değil, quasipartiküllerdir. Hala bilinen fiziğin sınırlarını aşmamıza yardımcı oluyor mu? Kesinlikle. Bilinen fiziği bozuyor mu? Hayır, çünkü mevcut anlayışımız içinde odronların var olduğu tahmin ediliyordu.
Bütün bunlar sana biraz tuhaf geliyor mu?
Paul M. Sutter astrofizikçi Ohio Eyalet Üniversitesi, birşeyin sahibi Bir Uzay Adamına Sorun ve Uzay Radyove yazarı Evrendeki Yeriniz.
