Ci sono molte più particelle, molte di più

I fisici sono alla ricerca di particelle misteriose che devono trasferire informazioni tra generazioni di quark e leptoni e sono responsabili della loro interazione. La ricerca non è facile, ma le ricompense per trovare i leptoquarks possono essere enormi.

Nella fisica moderna, al livello più elementare, la materia è divisa in due tipi di particelle. Da un lato, ci sono i quark, che molto spesso si legano insieme per formare protoni e neutroni, che a loro volta formano i nuclei degli atomi. D'altra parte, ci sono i leptoni, cioè tutto il resto che ha massa - dagli elettroni ordinari ai muoni e toni più esotici, ai neutrini deboli, quasi impercettibili.

In condizioni normali, queste particelle rimangono insieme. I quark interagiscono principalmente con gli altri quark, e leptoni con altri leptoni. Tuttavia, i fisici sospettano che ci siano più particelle dei membri dei suddetti clan. Molto di piu.

Viene chiamata una di queste nuove classi di particelle recentemente proposte leptovarki. Nessuno ha mai trovato prove dirette della loro esistenza, ma i ricercatori stanno vedendo alcune indicazioni che sia possibile. Se ciò potesse essere dimostrato definitivamente, i leptoquarks colmerebbero il divario tra leptoni e quark legandosi a entrambi i tipi di particelle. A settembre 2019, sul server di ristampa scientifica ar xiv, gli sperimentatori che lavorano al Large Hadron Collider (LHC) hanno pubblicato i risultati di diversi esperimenti volti a confermare o escludere l'esistenza di leptoquarks.

Lo ha affermato il fisico LHC Roman Kogler.

Quali sono queste anomalie? I primi esperimenti all'LHC, al Fermilab e altrove hanno prodotto strani risultati: più eventi di produzione di particelle di quanto previsto dalla fisica tradizionale. I leptoquark che decadono in fontane di altre particelle poco dopo la loro formazione potrebbero spiegare questi eventi aggiuntivi. Il lavoro dei fisici ha escluso l'esistenza di alcuni tipi di leptoquarks, sottolineando che le particelle "intermedie" che legherebbero i leptoni a determinati livelli di energia non sono ancora apparse nei risultati. Vale la pena ricordare che ci sono ancora ampie gamme di energia da penetrare.

Particelle intergenerazionali

Yi-Ming Zhong, fisico della Boston University e coautore di un articolo teorico dell'ottobre 2017 sull'argomento, pubblicato sul Journal of High Energy Physics come "The Leptoquark Hunter's Guide", ha affermato che mentre la ricerca dei leptoquark è estremamente interessante , ora è accettato la visione della particella è troppo ristretta.

I fisici delle particelle dividono le particelle di materia non solo in leptoni e quark, ma in categorie che chiamano "generazioni". I quark up e down, così come l'elettrone e il neutrino elettronico, sono quark e leptoni di "prima generazione". La seconda generazione include quark incantati e strani, oltre a muoni e neutrini muonici. E i quark alti e belli, i neutrini tau e taon costituiscono la terza generazione. Le particelle di prima generazione sono più leggere e stabili, mentre le particelle di seconda e terza generazione stanno diventando più voluminose e hanno una durata di vita più breve.

Studi scientifici pubblicati dagli scienziati dell'LHC suggeriscono che i leptoquark obbediscono alle regole di generazione che governano le particelle conosciute. I leptoquark di terza generazione possono fondersi con un taon e un bellissimo quark. La seconda generazione può essere combinata con il muone e lo strano quark. Eccetera.

Tuttavia, Zhong, in un'intervista al servizio "Live Science", ha affermato che la ricerca dovrebbe presupporre la loro esistenza. "Leptoquarks multigenerazionali", passando dagli elettroni di prima generazione ai quark di terza generazione. Ha aggiunto che gli scienziati sono pronti a esplorare questa possibilità.

Ci si potrebbe chiedere perché cercare i leptoquark e cosa potrebbero significare. Teoricamente molto grande. alcuni perché teoria della grande unificazione in fisica, predicono l'esistenza di particelle che si combinano con leptoni e quark, che sono chiamati leptoquarks. Pertanto, la loro scoperta potrebbe non essere ancora stata trovata, ma questa è senza dubbio la strada per il Santo Graal della scienza.