Након што су деценијама поскакивали у математици иза лепила који држи унутрашњости све материје заједно, физичари су пронашли необичну хипотетичку честицу, она која се никада није појавила ни у једном експерименту. Назван секакуарк-ом, чудна аранжманица се састоји од функи аранжмана од шест кваркова разних укуса.
Поред тога што је цоол звучан лик, секакуарк би на крају могао да објасни увек лудујућу мистерију тамне материје. А физичари су открили да ако сексаквар има одређену масу, честица би могла да живи вечно.
Кваркови природе
Скоро све што знате и волите начињено је од ситних честица познатих као кваркови. Има их шест, а имена су им из различитих нервозних разлога од горе, доле, врха, дна, чудни и дражесни. Горње и доље сорте су најлакше у гомили, што их чини далеко најчешћим. (У физици честица, што сте тежи, већа је вероватноћа да ћете пропадати на мање, стабилније ствари.)
Протони и неутрони унутар вашег тела састављени су од трија кваркова; два успона и падова чине протон, а два падова и горе чине неутрон. Заиста, због компликоване природе јаке силе, кваркови заиста уживају у дружењу у групама од три, а то је и најстабилнија и најчешћа конфигурација.
Повремено у нашим сударачима честица стварамо честице које се састоје од пара кваркова; ове конгломерације су нестабилне и брзо пропадају у нешто друго. Понекад, када се јако потрудимо, можемо да залепимо пет кваркова заједно и натерамо их да се лепо играју један са другим - накратко - пре него што и они испадну у нешто друго.
И до данас, то су све комбинације кваркова које смо успели да произведемо.
Међутим, може постојати нешто чудније.
Ковање елемената
Након што су деценијама лутали по математичким угловима јаке нуклеарне силе, физичари су пронашли необичну комбинацију која се тек треба појавити у нашим експериментима: распоред од шест кваркова, који се састоји од два успона, два пада и две струне: сексакварка.
Теорије не предвиђају масу за сексуакарк; та вредност би зависила од прецизног распореда и интеракције појединих кваркова унутар те честице, па је на експерименталним физичарима да их изнесу. А што се тиче стабилности сексаокарка? Прорачуни сугерирају да ако његова маса падне испод одређеног прага, била би заувек апсолутно стабилна, што значи да никада не би пропадала. А ако је маса мало већа од те, али ипак испод одређеног прага, честица ће пропадати, али током тако дугих временских распона да би могла постојати и заувек стабилна.
Ако је стабилна, зашто је никад нисмо видели?
Занимљиво је да распон стабилних маса за сексакварк пада испод прага онога што могу да створе многи експерименти судара честица; ови алати су створени да проучавају много ређе, много теже, много брже честице. Другим речима, сексакарк се можда скрива пред очима, једноставно је летео испод радара свих ових година.
Али сударачи честица нису једино место за прављење сексапада. Најранији тренуци Великог праска били су френетично легла нуклеарне енергије, са температурама и притисцима довољно високим да форсира хелијум и водоник из сирове супе кваркова. А та је ковачница можда преплавила и наш космос сексакварима, заједно са свим већ познатим субатомским ликовима.
Прелиминарне калкулације сугеришу да ако је сексапарк права ствар у правом распону маса, он би могао да се створи у смешном обиљу у раном свемиру. И могла је преживјети тај младеначки пакао. Заправо, сексаквари могу и даље постојати, заправо не комуницирајући ни са чим, не пропадају у ништа друго - само постоје, стварајући додатне гравитационе потешкоће где год се сакупе, због своје масе.
Невидљива честица која преплави свемир и која делује само путем гравитације? Бинго. То је тамна материја.
Светло у мраку
Да би сексуакер створио тамну материју, он мора да постоји. То је тренутно предмет расправе, јер предмет никада није примећен у експерименту судара честица. Али као што смо видели раније, релативно лагана маса секакуарка може значити да је могао да прође непримећено, једноставно зато што га нисмо тражили.
Али то се почиње мењати. Детектор БаБар у Националној лабораторији за убрзавање СЛАЦ-а у Калифорнији заиста је добар у производњи многих комбинација кваркова, укључујући неке заиста тешке који пропадају у стабилније и разумније уређење. БаБар би такође требало да произведе браник полних квадрата, ако постоје.
Часопис објављен 2. јануара у бази арКсив објавио је најновији резултат: нема знакова секакуарка. Али тај налаз је сигуран до нивоа самопоуздања од само 90%. То значи да ако се масивнија и мање стабилна комбинација кваркова распадне у стабилне сексоре, то чине врло ретко, брзином од само 1 пропадања на сваких 10 милиона.
Да ли ово искључује секкуарк као кандидат мрачне материје? Не баш. Могло би бити да су услови раног универзума омогућили да се направи довољно сексуара који би могли објаснити количину тамне материје за коју процењујемо да постоји у универзуму. Али нови резултат чини употребом сексаокарка за објашњење тамне материје изазовно.
Леп покушај, секакуарк, али цигаре - бар још не.
Паул М. Суттер је астрофизичар уСУНИ Стони Броок и Институт Флатирон, домаћинПитајте свемира иСвемирски радиои аутораВаше место у универзуму.
