Po dešimtmečių matematikos besislapstydami už klijų, laikančių visos materijos vidinius taškus, fizikai rado keistą hipotetinę dalelę, tokią, kokia niekada nebuvo rodoma jokiame eksperimente. Vadinamas seksakarku, „oddball“ yra sudarytas iš linksmo šešių įvairių skonių kvarkų išdėstymo.
Be to, kad seksakarkas yra šauniai nuskambėjęs personažas, jis galų gale galėtų paaiškinti ir nuolat besiganančią tamsiosios materijos paslaptį. Ir fizikai nustatė, kad jei seksakarkas turi tam tikrą masę, dalelė galėtų gyventi amžinai.
Gamtos kvarkai
Beveik viskas, ką žinai ir myli, yra pagaminta iš mažyčių dalelių, vadinamų kvarkais. Jų yra šešios, atsižvelgiant į pavadinimus dėl įvairių nemandagių priežasčių: aukštyn, žemyn, viršuje, apačioje, keistai ir žaviai. Aukštyn ir žemyn veislės yra lengviausios iš puokštės, todėl jos iki šiol yra labiausiai paplitusios. (Dalelių fizikoje kuo sunkesnis esate, tuo didesnė tikimybė, kad suskaidysite į mažesnius, stabilesnius dalykus.)
Visi jūsų kūno protonai ir neutronai yra sudaryti iš kvarkų trio; du aukštyn ir žemyn sudaro protoną, o du nuosmukiai ir aukštyn - sukuria neutroną. Iš tiesų, dėl sudėtingos stiprios jėgos pobūdžio kvarkams tikrai patinka pakabinti grupes po tris grupes, ir tai yra be abejo stabiliausia ir įprasčiausia konfigūracija.
Kartais savo dalelių susidūrimuose mes sukuriame daleles, kurias kiekviena sudaro kvarkų pora; šios konglomeracijos yra nestabilios ir greitai virsta kažkuo kitu. Kartais, kai labai stengiamės, galime suklijuoti penkis kvarkus ir priversti juos gražiai žaisti vienas su kitu - trumpai - prieš tai jie taip pat virsta kažkuo kitu.
Ir iki šiol tai yra visi kvarkų deriniai, kuriuos mes sugebėjome pagaminti.
Tačiau gali būti kažkas keista.
Elementų kalvė
Po dešimtmečių ilgų pastangų aplink stiprios branduolinės jėgos matematinius kampus, fizikai rado keistą derinį, kuris dar neišryškėjo mūsų eksperimentuose: šešių kvarkų išdėstymą, sudarytą iš dviejų pakilimų, dviejų nuosmukių ir dviejų keistenybių: seksakaro.
Teorijos neprognozuoja sekso parko masės; ši vertė priklausys nuo tikslaus atskirų kvarkų išdėstymo ir sąveikos tos dalelės viduje, todėl eksperimentiniai fizikai turi tai įvertinti. O kalbant apie sekso parko stabilumą? Skaičiavimai rodo, kad jei jo masė nukris žemiau tam tikro slenksčio, ji bus absoliučiai stabili amžinai, tai reiškia, kad ji niekada nesugrius. Ir jei masė yra šiek tiek didesnė nei ta, tačiau vis tiek žemiau tam tikros ribos, dalelė suyra, tačiau per tokį ilgą laiką, kad ji taip pat gali būti stabili amžinai.
Taigi, jei jis stabilus, kodėl mes jo niekada nematėme?
Įdomu, kad seksakarko stabilių masių diapazonas nesiekia slenksčio, kurį gali sukurti daugybė dalelių susidūrimo bandymų; šie įrankiai buvo skirti ištirti daug retesnes, daug sunkesnes ir daug trumpesnes daleles. Kitaip tariant, seksakarkas gali būti slepiamas akivaizdoje, visus šiuos metus tiesiog skridęs po radaru.
Tačiau dalelių susidūrėjai nėra vienintelė vieta, kur gaminti seksakvarkus. Ankstyviausi Didžiojo sprogimo momentai buvo pašėlęs branduolinės energijos židinys, kurio temperatūra ir slėgis buvo pakankamai aukšti, kad iš žalios kvarkų sriubos būtų išgaunamas helis ir vandenilis. Ir tas kalvis taip pat galėjo užtvindyti mūsų kosmosą seksakarkais kartu su visais labiau pažįstamais subatominiais personažais.
Preliminarūs skaičiavimai rodo, kad jei seksakarkas yra tikras daiktas, esantis tinkamame masės diapazone, ankstyvojoje visatoje jis galėjo būti pagamintas juokingai gausiai. Ir galėjo išgyventi tą jaunatvišką užuomazgą. Tiesą sakant, seksakvarai vis dar gali egzistuoti, nelabai su kuo nors sąveikaudami, nesigilindami į nieką kitą - tiesiog egzistuojantys, sukuriantys papildomus gravitacinius traukos elementus, kur jie renkami, dėl savo masės.
Nematoma dalelė, užliejanti Visatą ir sąveikaujanti tik per gravitaciją? Bingo. Tai tamsi materija.
Šviesa tamsoje
Tam, kad seksakarkas sudarytų tamsiąją medžiagą, ji iš tikrųjų turi egzistuoti. Šiuo metu tai yra diskusijų objektas, nes objektas niekada nebuvo pastebėtas atliekant eksperimentą su dalelių susidūrimu. Tačiau, kaip mes matėme anksčiau, santykinai lengva „sexaquark“ masė gali reikšti, kad ji galėjo paslysti nepastebėta vien todėl, kad to neieškojome.
Bet tai pradeda keistis. „BaBar“ detektorius, esantis SLAC nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje Kalifornijoje, išties gerai gamina daugybę kvarkų derinių, įskaitant kelis tikrai sunkius, kurie skaidosi į stabilesnius ir priimtinesnius būdus. „BaBar“ taip pat turėtų išauginti seksaquarks bamperį, jei jų yra.
Sausio 2 d. „ArXiv“ duomenų bazėje paskelbtame dokumente buvo pranešta apie naujausią rezultatą: jokio sekso ženklo ženklo nėra. Tačiau įsitikinęs, kad tik 90% patikimumo lygis yra tas. Tai reiškia, kad jei masyvesni ir ne tokie stabilūs kvarkų deriniai suskaidomi į stabilius seksakvarkus, jie tai daro labai retai, tik 1 skilimas iš 10 milijonų.
Ar tai atmeta sekso parką kaip tamsiosios medžiagos kandidatą? Ne visai. Gali būti, kad ankstyvosios visatos sąlygos leido padaryti pakankamai seksakarkų, kad jie galėtų atspindėti tamsiosios medžiagos kiekį, kuris, mūsų manymu, yra visatoje. Tačiau dėl naujo rezultato sunku naudoti seksualerį tamsiosios medžiagos paaiškinimui.
Gražus išbandymas, sekso parkas, bet jokio cigaro - bent jau, dar ne.
Paulius M. Sutteris yra astrofizikasSAULĖ Stony Brook ir Flatiron institutas,Paklauskite erdvėlaivio irKosminis radijas, ir autoriusJūsų vieta Visatoje.
