Ahkeran työn ansiosta tutkijat ovat löytäneet todisteita kvasihiukkasen olemassaolosta, joka esitettiin ensimmäisen kerran hypoteesina lähes 50 vuotta sitten: hankausta.
Oderon on subatomisten hiukkasten yhdistelmä, ei uusi perushiukkanen, mutta joissakin vuorovaikutuksissa se toimii sellaisenaan, ja tapa, jolla se sopii aineen perusrakennuspalikoihin, tekee löydöstä valtavan läpimurron fyysikoille.
Lopulta oderon löydettiin kahden tietojoukon yksityiskohtaisen analyysin avulla, jolloin saavutettiin 5 sigman todennäköisyys, jota tutkijat käyttävät kynnysarvona. Tämä tarkoittaa, että jos oderonia ei olisi olemassa, mahdollisuus, että näkisimme tällaisen vaikutuksen tiedoissa sattumalta, olisi 1:3,5 miljoonaa.
Hiukkaset, kuten protonit ja neutronit, koostuvat pienemmistä subatomisista hiukkasista: yksinkertaisesti sanottuna kvarkit "liimataan yhteen" gluonien kanssa, jotka kuljettavat voimaa. Protonien kytkentä hiukkaskiihdyttimessä antaa meille mahdollisuuden tarkastella niiden sisäistä rakennetta, joka on kyllästetty gluoneilla.
Kun kaksi protonia törmäävät toisiinsa, mutta selviävät jotenkin törmäyksestä, tämä vuorovaikutus – eräänlainen elastinen sironta – voidaan selittää sillä, että protonit vaihtavat parillisen tai parittoman määrän gluoneja.
Jos tämä luku on parillinen, se on kvasihiukkasen työ pomeranian. Toinen vaihtoehto – jota näyttää esiintyvän paljon harvemmin – on oderon-kvasihiukkanen, yhdiste, jossa on pariton määrä gluoneja. Toistaiseksi tutkijat eivät pystyneet havaitsemaan oderoneja kokeissa, vaikka teoreettinen kvanttifysiikka ennusti niiden olevan olemassa.
Tutkimus
Tutkijat analysoivat suuren joukon tietoja, jotka saatiin Large Hadron Collider (LHC) -hiukkaskiihdyttimestä Sveitsistä ja Tevatron-hiukkaskiihdyttimestä Yhdysvalloissa.
Miljoonia datapisteitä tutkittiin vertaillakseen protoni-protoni tai protoni-antiprotoni törmäyksiä, kunnes tutkijat olivat vakuuttuneita siitä, että he näkivät tuloksia - parittomat gluoniliitokset - jotka olisivat mahdollisia vain, jos oderoni olisi olemassa.
Kahden törmäystyypin vertailu paljasti selkeän eron energianvaihdossa - tämä ero viittaa oderoniin. Tämän jälkeen tiimi yhdisti tarkemmat mittaukset edelliseen vuonna 2018 tehtyyn kokeeseen, joka poisti osan epävarmuustekijöistä, mikä antoi heille mahdollisuuden saavuttaa ensimmäistä kertaa näin korkea luotettavuustaso.
Löytö auttaa myös täyttämään joitain aukkoja nykyisessä kvanttikromodynamiikan tai QCD:n ideassa, hypoteesissa siitä, kuinka kvarkit ja gluonit ovat vuorovaikutuksessa minimitasolla. Puhumme aineen tilasta pienimmässä mittakaavassa ja siitä, kuinka kaikki maailmankaikkeudessa yhdistyy.
Lisäksi tutkijoiden mukaan oderonin seurantaan kehitetty erikoisteknologia voi löytää tulevaisuudessa monia muitakin käyttökohteita: esimerkiksi lääketieteellisissä instrumenteissa. Ja vaikka tämä tutkimus ei vastaa kaikkiin kysymyksiin oderoneista ja niiden toiminnasta, se on paras todiste niiden olemassaolosta. Tulevat kokeet hiukkaskiihdyttimillä antavat lisävahvistusta ja epäilemättä herättävät lisää kysymyksiä.
Lue myös: