Czy to nowy rodzaj materii? Zaobserwowano tajemniczą cząstkę

Naukowcy z CERN, analizując dane z Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), natrafili na tajemniczy sygnał, który może sugerować istnienie nowego rodzaju materii. Hipotetyczna cząstka, zwana toponium, powstała z połączenia kwarków górnych i może być najmniejszą cząstką, jaką dotychczas zaobserwowano.

Materia to wszystko, co posiada masę i zajmuje przestrzeń. W kontekście fizyki 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 do tej pory wątpiono, czy stan ten można zaobserwować w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Było to spowodowane tym, że kwarki górne są najcięższymi i wyjątkowo krótko żyjącymi cząstkami elementarnymi.

Toponium, jeśli zostanie potwierdzone, może zmienić sposób, w jaki fizycy badają granice kwantowe. Dotychczas teorie wskazywały na istnienie takich cząstek, ale wątpiono, że można je zaobserwować w LHC. Kwarki górne są bowiem najbardziej masywnymi i krótko żyjącymi cząstkami elementarnymi.

W LHC naukowcy zderzają protony, aby wytworzyć pary kwarków i ich antyprotonów, znane jako pary tt-bar. To pozwala testować Model Standardowy, który mimo swojej holistycznej natury, wciąż jest niekompletny. Odkrycie toponium byłoby wyjątkowe, jako kolejny przykład kwarkonium.

Zespół CMS, analizując dane z lat 2016-2018, zauważył nadmiar par górnych kwarków przy minimalnej energii potrzebnej do ich produkcji. To skłoniło ich do rozważenia hipotezy o istnieniu toponium. Obecnie zespoły CMS i ATLAS współpracują, aby dokładniej zbadać to zjawisko.