Lielā hadronu paātrinātājs (LHC) zinātnieki ir pamanījuši kaut ko neparastu savos eksperimentos. Viņi pētīja datus, kas savākti no 2016. līdz 2018. gadam, izmantojot CMS detektoru, un atklāja pierādījumus toponija – īpaša stāvokļa pastāvēšanai, kurā topkvārks un tā antidaļiņa – antitopkvārks – uz īsu brīdi saplūst kopā.
Topkvārks ir ļoti smaga daļiņa, 184 reizes smagāka par protonu. LHC iekšpusē protoni saduras milzīgā ātrumā, un dažkārt rodas topkvarka un antimapkvarka pāri. Parasti šie pāri ātri sabrūk, bet zinātnieki jau sen ir domājuši, ka tie uz īsu brīdi varētu veidot toponiju. Jaunie dati liecina, ka šādu pāru ir pārāk daudz pie zemākās to rašanās enerģijas, un tas varētu būt pierādījums toponija pastāvēšanai.
Kāpēc tas ir nepieciešams. Zinātnieki vēlas pārbaudīt savu galveno teoriju par daļiņām – to sauc par standarta modeli. Ja toponijs eksistē, tas var parādīt, vai viss šajā teorijā ir pareizs, vai arī tas var liecināt, ka pastāv kādas jaunas daļiņas, piemēram, papildu Higsa bozoni. Šie bozoni, ja tie eksistē, labprāt “draudzējas” ar top kvarkiem un detektoros atstāj pēdas, līdzīgi pirkstu nospiedumiem. Šoreiz topkvārku pāru bija vairāk, nekā domāts, jo īpaši pie zemākās enerģijas. Zinātnieki veica aprēķinus: iespēja, ka parādījās toponijs, ir 8,8 pikobarni (tas ir kā mēraukla zinātnē), un viņi ir pārliecināti par 85 procentiem. Turklāt rezultāts ir precīzs vairāk nekā piecas sigmas – tas nozīmē, ka nejaušība ir gandrīz izslēgta. Taču, lai būtu pārliecināti, viņi to vēlreiz pārbaudīs ar citu detektoru ATLAS.
hadronu paātrinātājs:
Toponijs nav tikai daļiņa, tā ir kaut kas neparasts. Tā var būt ļoti maza, mazāka par 0,1 femtometru – tas ir tik mazs izmērs, ka pat grūti iedomāties! Ir līdzīgi daļiņu pāri, piemēram, charmonijs un bottomonijs, bet toponijs ir mazāks par tām visām. Turklāt tajā esošais top kvarks sadalās gandrīz uzreiz, pārvēršoties par citām daļiņām, nevis izzūd kā citi pāri. Ja zinātnieki pierādīs, ka toponijs eksistē, tas būs kā jaunākais gabaliņš šādu pāru kolekcijā un palīdzēs mums saprast, kā darbojas vissīkāko lietu pasaule. Tagad CMS un ATLAS komandas strādā kopā, lai atrastu atbildes, un priekšā ir vēl vairāki eksperimenti, lai to visu noskaidrotu.
