Nowa cząstka? Toponium może odmienić obraz współczesnej fizyki

Naukowcy z CERN odkryli sygnał, który może wskazywać na istnienie nowego rodzaju materii. Hipotetyczna cząstka, toponium, może okazać się najmniejszym elementem rzeczywistości.

Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider)Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider)
Źródło zdjęć: © Licencjodawca

Badacze z CERN podczas analizowania danych z Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), natrafili na tajemnicze zjawisko sugerujące istnienie nowego rodzaju materii. Cząstka, nazwana toponium, powstała z połączenia kwarków top w jeden obiekt. Nowoodkryta struktura może być najmniejszą cząstką, jaką kiedykolwiek zaobserwowano, a samo odkrycie może zmienić sposób, w jaki fizycy badają granice kwantowe.

Czym jest toponium?

Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. W fizyce oznacza to, że każda rzecz, którą możemy dotknąć lub zmierzyć, składa się z atomów, które z kolei są zbudowane z kwarków. Teorie sugerowały istnienie cząstek takich jak toponium, jednak dotąd wątpiono, że można je zaobserwować w LHC. Wynikało to z faktu, że kwarki górne są najbardziej masywnymi i wyjątkowo krótko żyjącymi cząstkami elementarnymi.

W LHC naukowcy zderzają protony, aby wytworzyć pary kwarków i ich antyprotonów, czyli odpowiedników w antymaterii, znane jako pary tt-bar. W ten sposób testują Model Standardowy, który mimo swojej holistycznej natury, wciąż jest niekompletny.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Co Sławosz Uznański-Wiśniewski będzie robił na ISS?

Niestabilne stany materii

Jeśli istnienie toponium zostanie potwierdzone, będzie to kolejny przykład kwarkonium, czyli niestabilnych stanów kwark-antykwark. Jak podaje portal Scitech Daily, wcześniej odkryto charmonium i bottomonium, ale toponium, ze względu na swoją masę, byłoby najmniejszym znanym hadronem.

Zespół CMS analizował dane z lat 2016-2018, kiedy zauważyli nadmiar par top kwarków przy minimalnej energii potrzebnej do ich produkcji. To skłoniło ich do rozważenia hipotezy o istnieniu toponium, choć inne wyjaśnienia również są możliwe. Obecnie zespoły CMS i ATLAS współpracują, aby dokładniej zbadać to zjawisko, które wciąż pozostaje otwartym pytaniem naukowym.

Wybrane dla Ciebie
ZACZEKAJ! ZOBACZ, CO TERAZ JEST NA TOPIE