Після запуску Великого адронного колайдера 5 липня 2022 року вчені відкрили одразу три досі невідомі науці кварки. Це найменші частинки матерії, з яких складається абсолютно усе у всесвіті. Було виявлено пентакварк та пару тетракварків, один з яких, до речі, ще й мав заряд.
ВАК запрацював після трьох років перерви
Європейська організація з ядерних досліджень (CERN) 5 липня 2022 року успішно перезапустила Великий адронний колайдер (ВАК) після трирічного простою. Трансляція запуску відбувалася у прямому ефірі.
Це найбільший у світі прискорювач елементарних частинок, який розганяє їх до таких швидкостей, коли при зіткненнях між собою вони розпадаються на значно дрібніші. Це дозволяє вченим відкривати нові часточки, з яких і побудований Всесвіт. Головне завдання ВАК — виявити першочастинку, тобто найелементарнішу форму матерії.
З 2022-го колайдер буде безупинно працювати 4 роки, що дасть можливість вченим досліджувати темні матерії та бозон Хіггса — елементарну частинку, яку відкрили у 2012 році. Її існування довело правдивість стандартної моделі, згідно з якою електромагнітна та слабка взаємодія, що зумовлює бета-розпад атомних ядер та елементарних частинок, є двома проявами однієї сили.
Перед запуском ВАК пройшов певну модернізацію — у ньому майже вдвічі збільшили енергію та зменшили область фокусування пучків частинок, що дозволить створювати більше зіткнень, а відповідно і більше розпадів. За словами вчених, тепер колайдер використовуватиме усі свої потужності. Вони сподіваються, що зможуть знайти відхилення від Стандартної моделі.
Вже у день запуску науковці виявили три невідомі людству частинки — комбінаціями кварків, які досі не зустрічалися. Це такі елементарні частинки матерії. У поєднанні з електронами вони складають усе у Всесвіті — від вашого олівця чи комп’ютера до зірок. Кварки бувають шести видів:
- верхні;
- нижні;
- зачаровані;
- дивні;
- справжні;
- гарні.
Між собою вони відрізняються лише за масою (принаймні поки так вважають вчені). Кварки об’єднуються в групи по двоє та троє, утворюючи адрони (протони та нейтрони), з яких складається атом ядра, однак іноді часточки утворюють більші групи. 5 липня фізики відкрили незвичний пентакварк (5 кварків разом) і першу в історії пару тетракварків (4 кварки разом).
Зазначається, що їхнє існування науковці передбачили ще 60 років тому, однак без сучасних технологій і потужностей довести це було неможливо. Знайдений пентакварк складається із зачарованого кварка, зачарованого антикварка, верхнього, нижнього та дивного кварків.
Друга відкрита частинка — це подвійний електрично заряджений тетракварк. До нього входять зачарований, дивний кварки та верхній і нижній антикварки. Разом із ним було помічено і третю частинку — нейтральний тетракварк (незаряджений). Це перша пара тетракварків, які коли-небудь зустрічалися науковцям.
«Пошук нових типів тетракварків і пентакварків і вимірювання їхніх властивостей допоможе теоретикам розробити єдину модель екзотичних адронів, точна природа яких здебільшого невідома», — пояснив науковець Кріс Паркес.