Fiziki lovijo nedosegljiv delček, ki se vije v obe smeri, in če bi ga našli, bi lahko razložil več bizarnih rezultatov, ki so jih našli pri atomarjih po vsem svetu.
V sodobni fiziki je materija na najbolj osnovni ravni razdeljena na dve vrsti delcev: Na eni strani so kvarki, ki se najpogosteje vežejo skupaj, da tvorijo protone in nevtrone, ki pa tvorijo jedra atomov. Na drugi strani so leptoni. Sem spadajo vse ostalo z maso - od navadnih elektronov do bolj eksotičnih mionov in tausov, do bledih, skoraj neopaznih nevtrinov. V normalnih okoliščinah se ti delci večinoma držijo svoje vrste; kvarki delujejo predvsem z drugimi kvarki, leptoni pa z drugimi leptoni.
Toda fiziki sumijo, da je zunaj več delcev. Veliko več. In eden izmed predlaganih razredov delcev se imenuje leptoquark. Če obstajajo, bi leptoquarki premostili vrzel med leptoni in kvarki ter se povezali z obema vrstama delcev. Nihče nikoli ni našel neposrednih dokazov o obstoju leptoquarkov, toda raziskovalci imajo razlog za sum, da so tam. Septembra so eksperimentalisti na velikem hadronskem trkalniku (LHC) v reviji za tisk arXiv objavili rezultate več poskusov, katerih namen je bil dokazati ali ovrgniti njihov obstoj.
"Leptoquarks so postali ena najbolj mučnih idej za razširitev naših izračunov, saj omogočajo razlago več opaženih anomalij," je v izjavi dejal Roman Kogler, fizik v LHC.
Le kaj so te anomalije? Pretekli poskusi na LHC, Fermilabu in drugje so pokazali čudne rezultate z več "dogodki", kjer so nastali delci, kot so predvidevale prevladujoče teorije fizike. Leptoquarks, ki bi se kmalu po nastanku razpadel na tuše drugih delcev, bi lahko razložil te dodatne dogodke.
Za lov na leptoquark raziskovalci v LHC presejajo ogromno količino podatkov. LHC razbije protone pri izredno visoki energiji in upanje, da se bodo sčasoma pojavili vzorci v podatkih iz teh trkov, ki bi pokazali, da se leptoquarks občasno, na kratko pojavijo v tem ustvarjalnem blisku.
Doslej so na novo izdani prispevki izključili le nekatere vrste leptoquarkov, ki kažejo, da leptoquarks, ki bi lepton povezal na kvarke na določenih ravneh energije, še ni nastal. Vendar je še vedno veliko energije za raziskovanje.
Yiming Zhong, fizik na bostonski univerzi in sovodja teoretičnega prispevka oktobra 2017, objavljenega v reviji The Journal of High Energy Physics z naslovom Vodnik za lovke na Leptoquark, je dejal, da je navdušujoče videti raziskovalce LHC, ki lovijo leptoquarke, vendar misli, da je njihova vizija delček za večkratno spajanje je preozek.
Fiziki delcev delce delcev ne delijo samo na leptone in kvarke, ampak tudi na kategorije, ki jih imenujejo "generacije". Kvarki navzgor in navzdol, pa tudi elektroni in elektronski nevtrino, so kvarki in leptoni "prve generacije". Druga generacija vključuje šarm in čudne kvarke, pa tudi muone in muonske nevtrine. Najboljši kvarki, spodnji kvarki, taus in tau nevtrini so tretja generacija, poroča Evropska organizacija za jedrske raziskave CERN, ki upravlja LHC. Delci prve generacije so lažji in stabilnejši, druga in tretja generacija pa sta bolj masivni in kratkotrajni.
Vse raziskave leptoquarkov, ki jih je objavil LHC, predvidevajo, da leptoquarki sledijo generacijskim pravilom, ki urejajo znane delce. Tretja generacija leptoquarkov se lahko združuje s tau in spodnjim kvarkom. Druga generacija bi se lahko združila z muono in čudnim kvarkom. In tako naprej.
Toda Zhong je za Live Science povedal, da bi moral vsak popoln lov na leptoquark predvideti, da bi tam lahko bili "multigeneration leptoquarks", ki divje nihajo, morda od elektronov prve generacije do spodnjih kvarkov tretje generacije. Povedal je, da je slišal govorice, da so tamkajšnji raziskovalci pripravljeni začeti takšno iskanje, vendar noben dokument, ki je bil še objavljen iz LHC, ne odraža te odprtosti do možnosti.
Medtem bi lahko bili leptoquarki tam zunaj in se na kratko združili z vsemi delci, ki jih izberejo, preden izginejo v trenutku. Ali pa morda ne. Zaenkrat je lov na leptoquark še vedno potekal.
