Звучи као почетак једне врло лоше физичке загонетке: Ја сам честица која заиста није; Нестајем пре него што ме и могу открити, али се ипак могу видети. Кршим ваше разумевање физике, али не преправљајте ваше знање. Ко сам ја?
То је оддерон, честица која је још чуднија него што му име каже, а можда је недавно откривена и на Великом хадронском сударачу, најмоћнијем разбијачу атома, где се честице затрпавају брзином светлости, дужине око 17 миља ( 27 километара) прстен близу Женеве у Швајцарској.
Једноставно је компликовано
Прво, оддерон у ствари није честица. Оно што ми сматрамо честицама је обично врло стабилно: електрони, протони, кваркови, неутрини и тако даље. Можете држати гомилу њих у руци и носити их са собом. Дођавола, твоја рука је буквално направљена од њих. А ваша рука ускоро неће испасти у танком ваздуху, па вероватно можемо са сигурношћу претпоставити да су њене основне честице дугорочно присутне.
Постоје и друге честице које не трају дуго али се и даље називају честицама. Упркос кратком животном веку, оне остају честице. Они су слободни, независни и способни да живе сами, одвојени од било каквих интеракција - то су обиљежја праве честице.
А ту је и такозвани квазипартит, који је само један корак изнад тога да уопште не будемо честица. Квазипартикле нису баш честице, али ни оне нису баш фикција. Једноставно је ... компликовано.
Као и дословно компликовано. Конкретно, интеракције честица великом брзином су компликоване. Када се два протона залепе један у другог готово брзином светлости, то није као да се две билијарде лоптице пукну заједно. Више је попут две мрље медузе која се преламају једно у друго, преврћући им црева и преуређујући све пре него што врате медузе у изласку.
Осјећам се квази
У свему овом компликованом нереду понекад се појављују чудни обрасци. Ситне честице искачу у трептај ока и изађу из њега, само да би их пратила још једна лепршава честица - и друга. Понекад се ови бљескови честица појављују у одређеном низу или обрасцу. Понекад то нису ни блицеви честица, већ само вибрације у супи од смеше судара - вибрације које сугеришу присуство пролазне честице.
Овде се физичари суочавају са математичком дилемом. Они могу или покушати у потпуности да опишу сву компликовану неред који води до ових шарених образаца, или се могу претварати - чисто ради практичности - да су ти обрасци сами по себи „честице“, али са необичним својствима, попут негативних маса и врти се који се временом мењају.
Физичари бирају последњу опцију и тако се рађа квазипартул. Квазипартикли су кратки, шумећи обрасци или валови енергије који се појављују усред судара честица високе енергије. Али пошто је потребно пуно рада на ногама да би се математички потпуно описала та ситуација, физичари узимају неке пречице и претварају се да су ови обрасци њихове властите честице. То се ради само да би се математика лакше бавила. Дакле, квазичестице се третирају као честице, мада то дефинитивно нису.
То је попут претварања да су шале вашег ујака заправо смијешне. Он је квазифунктан само ради практичности.
Евенинг шансе
Једна посебна врста квази честица назива се оддерон, за коју се предвиђало да постоји у 1970-има. Сматра се да ће се појавити када непарни број кваркова - честице тена који су саставни део материје - накратко упадну у и ван постојања током судара протона и антипротона. Ако су оддерони присутни у овом сценарију разбијања, доћи ће до незнатне разлике у пресецима (физички жаргон због тога како једна честица погоди другу) судара између честица са собом и са њиховим честицама.
На пример, ако заједно гурнемо гомилу протона, можемо израчунати попречни пресек за ту интеракцију. Затим можемо поновити ову вежбу за сударе протона-антипротона. У свету без оддерона, ова два пресека требало би да буду идентична. Али оддерони мењају слику - ови кратки обрасци које називамо оддерони појављују се повољније у сударима честица-честица, што ће донекле изменити пресеке.
Проблем је у томе што се предвиђа да ће та разлика бити врло, врло мала, па ће вам требати тона догађаја или судара пре него што будете могли да затражите откривање.
Кад бисмо само имали гигантски сударач честица који је редовно разбијао протоне и антипротоне заједно, и то чинио са тако високом енергијом и толико често да смо могли добити поуздане статистике. Ох, тачно: Имамо, Велики хадронски сударач.
У недавном раду, објављеном 26. марта на претпримитељском серверу арКсив, израђена је сарадња ТОТЕМ (у урнебесним акронимима жаргонске физике високих енергија, ТОТЕМ означава "УКУПНИ пресек, мерење еластичног распршивања и дифракционе дисоцијације на ЛХЦ"). значајне разлике између пресека протона који разбијају друге протоне насупрот протона који се забијају у антипротоне. А једини начин да се објасни разлика је да се оживи ова деценија стара идеја о оддерону. За податке може постојати и друга објашњења (другим речима, други облици егзотичних честица), али чини се да су оддерони, колико год то чудно изгледало, најбољи кандидат.
Да ли је ТОТЕМ открио нешто ново и забавно у свемиру? Сигурно. Да ли је ТОТЕМ открио потпуно нове честице? Не, јер су оддерони квази-честице, а не честице саме по себи. Да ли нам то још помаже да пређемо границе познате физике? Сигурно. Да ли то крши познату физику? Не, јер је предвиђено да ће оддерони постојати унутар нашег тренутног разумевања.
Да ли вам се све то чини помало чудним?
Паул М. Суттер је астрофизичар у Државни универзитет у Охају, домаћин Питајте свемира и Свемирски радиои аутора Ваше место у универзуму.
