Физики обнаружили первые реальные следы теоретической квазичастицы оддерона

Большой адронный коллайдер (БАК), огромный ускоритель элементарных частиц, продолжает раздвигать грани науки, и в рамках последних экспериментов с его участием ученые обнаружили нечто, что может являться первым потенциальным доказательством существования субатомной квазичастицы, имеющей название оддерон, которая до этого существовала только в теории. Полученные результаты затрагивают адроны, семейство элементарных частиц, в которое входят протоны и нейтроны, которые состоят из кварков, «склеенных» при помощи глюонов.

В своих экспериментах с БАК ученые использовали особый режим работы ускорителя, при котором сталкивающиеся протоны остаются целыми, а не разрушаются, порождая целые ливни вторичных частиц. Ранее при проведении подобных экспериментов было замечено, что при таких столкновениях протоны не просто отлетают друг от друга, они успевают очень быстро обменяться несколькими глюонами. При этом количество «обменных» глюонов раньше всегда было четным.

Сам оддерон ученые в итоге не обнаружили, однако исследователи наблюдали определенные эффекты, которые могли бы указывать на его наличие. Физики использовали протоны, имеющие большую энергию, что позволило им получить большую точность проводимых измерений. И в результатах этих измерений были найдены случаи обмена между протонами нечетным количеством глюонов, что совсем не вписывается во все существующие модели подобных процессов. Исследователи считают, что ответственность за это несоответствие несет именно оддерон, квазичастица, состоящая в данном случае из трех, пяти, семи и большего нечетного количества глюонов, которая формируется на короткое время в момент столкновения протонов.

Для поисков использовались высокочувствительные датчики эксперимента TOTEM, установленные в четырех ключевых точках туннеля коллайдера, там, где «скрещиваются» лучи протонов и происходят миллиарды столкновений каждую секунду.

Разобраться в этом неспециалисту довольно сложно, поэтому ученые объясняют это на примере с автовозом, перевозящим автомобили в прицепе.

Также читать  Искусственный интеллект DeepMind AI самостоятельно научился преодолевать виртуальные препятствия

В экспериментах по поиску оддеронов были задействованы более 100 ученых из восьми стран. Каждую секунду внутри БАК разгонялись миллиарды протонных пар. Благодаря модернизации адронного коллайдера в 2015 году пиковый уровень энергии разогнанных протонов составлял 13 ТэВ.

Несмотря на то, что исследователи не смогли напрямую наблюдать оддерон, они стали свидетелями его эффектов и в будущем надеются получить более прозрачные результаты. Ученые считают, что получить их позволит очередная модернизация БАК, которая позволит разгонять частицы до еще более высоких энергетических показателей.

Результаты нынешней работы были опубликованы на сайте ArXiv.org и в настоящий момент ожидают оценки другими специалистами.