מדענים אומרים שהם מצאו חלקיק העשוי כולו מכוח גרעיני

לאחר עשרות שנים של חיפושים, מדענים אומרים שהם סוף סוף זיהו אכדור דבק- חלקיק העשוי אך ורק מכוח גרעיני חזק.

השערה להתקיים כחלק מהלפיזיקת החלקיקים, כדורי דבק חמקו ממדענים מאז שנות ה-70 מכיוון שניתן לזהות אותם רק בעקיפין על ידי מדידת תהליך הריקבון שלהם. כעת, צוות של מדעני חלקיקים באוסטריה אומר שהם מצאו ראיות לקיומם של כדורי דבק על ידי צפייה בהתפרקות של חלקיק המכונה f0(1710).

פרוטונים וניטרונים - החלקיקים המרכיבים את החומר היומיומי - עשויים מחלקיקים אלמנטריים זעירים הנקראים קווארקים, וקווארקים מוחזקים יחד על ידי חלקיקים קטנים עוד יותר הנקראים גלוונים.

ידועים גם בתור 'חלקיקים דביקים', גלוונים חסרי מסה מתוארים כגרסה מסובכת של הפוטון, מכיוון שבדיוק כמו האופן שבו פוטונים אחראים על הפעלת כוח האלקטרומגנטיות, גלוונים אחראים על הפעלת כוח גרעיני חזק. "בפיזיקת החלקיקים, כל כוח מתווך על ידי סוג מיוחד של חלקיק כוח, וחלקיק הכוח של הכוח הגרעיני החזק הוא הגלואון."מסביר אחד החוקרים, אנטון רבאן מאוניברסיטת וינה לטכנולוגיה.

אבל יש הבדל אחד מרכזי בין השניים: בעוד שפוטונים אינם מושפעים מהכוח שהם מפעילים, גלוונים כן. עובדה חשובה זו אומרת שבעוד שפוטונים לא יכולים להתקיים במה שמכונה מצב קשור, גלואונים יכולים להיות קשורים יחד באמצעות הכוח הגרעיני החזק שלהם ליצירת כדורי דבק.

"קיומם של חלקיקי כדור דבק מביא את הרעיון שלא רק שחלקיקים יכולים להיות כוחות או נושאי כוח (כלומר, פוטונים), אלא שחלקיקים חסרי מסה אלה מותנים גם בכוח שממנו הם מורכבים, המאפשר לכדורי דבק להתקיים ב מצב סטטי,"JE רייך כותב עבור TechTimes.

הגלואונים עשויים להיות חסרי מסה בפני עצמם, אבל האינטראקציות שלהם זה עם זה נותנות לכדורי דבק מסה, מה שמאפשר, תיאורטית, למדענים לזהות אותם, ולו בעקיפין באמצעות תהליך הריקבון שלהם. ולמרות שכמה חלקיקים זוהו בניסויים במאיצי חלקיקים כמועמדים ברי קיימא לכדורי דבק, עד עכשיו, איש לא הצליח להמציא נימוק משכנע לאף אחד מהם המורכב מכוח אטומי טהור.

המדענים הקרובים ביותר למציאת כדור דבק הוא צמצום בשני מועמדים אפשריים: f0(1500) ו-f0(1710), שהם חלקיקים תת-אטומיים המכוניםמסוניםשבדרך כלל מורכבים מקווארק אחד ואנטיקווארק אחד כל אחד. במשך זמן מה, f0(1500) נחשב למועמד המבטיח יותר מבין השניים, מכיוון שבעוד f0(1710) הניב תוצאות טובות יותר כאשר יושם על מודלים ממוחשבים, תהליך הריקבון שלו הוליד קווארקים כבדים - הידועים גם בשם 'קווארקים מוזרים'.

זו הייתה בעיה, מכיוון שכמה מדענים הניחו שאינטראקציות גלואון לא מבדילות בדרך כלל בין קווארקים כבדים וקווארקים קלים יותר - דבר שרבאן ועמיתיו אומרים שהם התאימו בחישוביהם, שפורסם ב-מכתבי סקירה פיזיתהַיוֹם. "החישובים שלנו מראים שאכן ייתכן שכדורי דבק יתפרקו בעיקר לקוורקים מוזרים."הוא אומר, ומסביר שכאשר תבנית ההתפרקות של קווארקים קלים יותר נמדדה גם עבור f0(1710), התוצאות התאימו "באופן קיצוני" עם המודל שלהם.

החוקרים מקווים שהנתונים החדשים מניסויים במאיץ ההדרונים הגדול ב-CERN (TOTEM ו-LHCb) בשוויץ וניסוי מאיץ בבייג'ינג (BESIII) יעזרו להם לחזק את הטענה שלהם לכך ש-f0(1710) הוא כדור דבק. "תוצאות אלו יהיו קריטיות לתיאוריה שלנו",אומר רבהן. "עבור תהליכים מרובי-חלקיקים אלה, התיאוריה שלנו מנבאת שיעורי דעיכה שהם שונים למדי מהתחזיות של מודלים אחרים, פשוטים יותר. אם המדידות יסכימו עם החישובים שלנו, זו תהיה הצלחה יוצאת דופן עבור הגישה שלנו".

צריכים קורס מזורז בקווארקים, קווארקים מוזרים וכל השאר?נערת פיזיקה סיקרה אותך: