Po desetletjih pokukanj v matematiko za lepilom, ki je vseboval notranje snovi skupaj, so fiziki našli čuden hipotetični delček, ki se ni nikoli pojavil v nobenem poskusu. Nenavadno se imenuje seksakvarka, ki ga sestavljajo zabavni aranžmaji šestih kvarkov različnih okusov.
Seksakark bi lahko, poleg tega, da je hladnokrven lik, na koncu razložil še vedno noro skrivnost temne snovi. In fiziki so ugotovili, da če ima sexaquark posebno maso, lahko delček živi večno.
Kvarki narave
Skoraj vse, kar veste in ljubite, je sestavljeno iz drobnih delcev, znanih kot kvarki. Kar šest jih je, zaradi imen nerjavečih razlogov, od zgoraj, navzdol, zgoraj, spodaj, čudno in očarljivo. Sorte navzgor in navzdol so najlažje v gomili, zaradi česar so daleč najpogostejši. (V fiziki delcev je težja, večja je verjetnost, da se boste razkrojili v manjše, stabilnejše stvari.)
Protoni in nevtroni v vašem telesu so sestavljeni iz tria kvarkov; dva vzpona in padca tvorita proton, dva padca in gor pa nevtrona. Zaradi zapletene narave močne sile kvarki resnično uživajo v druženju v treh skupinah in to je tudi najbolj stabilna in najpogostejša konfiguracija.
Občasno v svojih trkih delcev ustvarjamo delce, ki so sestavljeni iz para kvarkov; ti konglomerati so nestabilni in hitro razpadejo v nekaj drugega. Včasih, ko se zelo potrudimo, lahko zlepimo pet kvarkov skupaj in jih naredijo, da se med seboj lepo igrajo - na kratko - preden tudi oni razpadejo v nekaj drugega.
In do danes so to vse kombinacije kvarkov, ki smo jih lahko izdelali.
Vendar pa se lahko zgodi kaj neznanega.
Kovanje elementov
Po desetletjih pokukanj po matematičnih kotičkih močne jedrske sile so fiziki našli nenavadno kombinacijo, ki se še mora pojaviti v naših poskusih: razporeditev šestih kvarkov, sestavljenih iz dveh vzponov, dveh padcev in dveh vrvic: seksakvarka.
Teorije ne napovedujejo množice za sexaquark; ta vrednost bi bila odvisna od natančne razporeditve in medsebojnih vplivov posameznih kvarkov znotraj tega delca, zato morajo eksperimentalni fiziki to odvzeti. In kar se tiče stabilnosti sexaquarka? Izračuni kažejo, da če njegova masa pade pod določen prag, bi bila za vedno popolnoma stabilna, kar pomeni, da ne bi nikoli propadla. In če je masa nekoliko večja od te, vendar še vedno pod določenim pragom, bi delci razpadli, vendar v tako dolgih časovnih okvirih, da bi lahko bili tudi za vedno stabilni.
Torej, če je stabilen, zakaj ga še nismo videli?
Zanimivo je, da razpon stabilnih mas za seksakvarke pade pod prag, kar lahko ustvarijo številni poskusi trčenja delcev; ta orodja so bila zasnovana za preučevanje veliko redkejših, veliko težjih, veliko bolj bežnih delcev. Z drugimi besedami, seksakark se lahko skriva pred očmi, saj je vsa ta leta preprosto letel pod radarjem.
Toda trkalci delcev niso edino mesto za seksaverke. Najzgodnejši trenutki Velikega poka so bili vroče žarišče jedrske energije, s temperaturo in pritiski, ki so dovolj visoki, da iz surove juhe kvarkov tvorijo helij in vodik. In ta kovačnica je morda preplavila tudi naš kozmos s seksavriki, skupaj z vse bolj znanimi subatomskimi liki.
Predhodni izračuni kažejo, da če bi bil seksapark resničen v pravem razponu množic, bi ga lahko v zgodnjem vesolju ustvaril v smešnem obilju. In lahko bi preživela tisto mladostno inferno. Pravzaprav lahko seksakarki še vedno obstajajo, ne zares posegajo v karkoli, ne zares propadajo v kaj drugega - samo obstajajo, ustvarjajo dodatne gravitacijske vleke, kamor koli se zberejo, zaradi svoje mase.
Nevidni delec, ki preplavi vesolje in deluje samo s pomočjo gravitacije? Bingo. To je temna zadeva.
Luč v temi
Da bi sexaquark sestavil temno materijo, mora dejansko obstajati. To je trenutno predmet razprave, ker predmet nikoli ni bil opažen v poskusu trčenja delcev. A kot smo videli že prej, lahko relativno lahka masa sexaquarka pomeni, da je lahko neopaženo zdrsnil, preprosto zato, ker ga nismo iskali.
Toda to se začne spreminjati. Detektor BaBar v nacionalnem laboratoriju za pospeševalnike SLAC v Kaliforniji je resnično dober za izdelavo številnih kombinacij kvarkov, vključno z nekaterimi res težkimi, ki razpadajo v stabilnejše in razumnejše ureditve. Podjetje BaBar bi moralo izdelati tudi močan pridelek seksavrstev, če obstajajo.
Časopis, objavljen 2. januarja v bazi arXiv, je sporočil najnovejši rezultat: nobenega znaka sexaquarka. Toda ta ugotovitev zagotovo znaša le 90-odstotno stopnjo zaupanja. To pomeni, da če bolj množične in manj stabilne kombinacije kvarkov razpadejo v stabilne seksaparne, to počnejo zelo redko, s hitrostjo le 1 razpad na vsakih 10 milijonov.
Ali to izključuje sexquark kot kandidat temne snovi? Ne čisto. Mogoče je, da so pogoji zgodnjega vesolja omogočili, da se naredi dovolj sexavarkov, da bi lahko izračunali količino temne snovi, za katero ocenjujemo, da je v vesolju. Toda zaradi novega rezultata je uporaba seksakvarka za razlago temne snovi zahtevna.
Lep poskus, sexaquark, toda cigare - vsaj še ne.
Paul M. Sutter je astrofizik priSONČNO Stony Brook in Inštitut Flatiron, gostiteljaVprašajte vesoljca inVesoljski radioin avtorjaVaše mesto v vesolju.
