Takket være iherdig arbeid har forskere funnet bevis på eksistensen av en kvasipartikkel, som først ble foreslått som en hypotese for nesten 50 år siden: slitasje.
En oderon er en kombinasjon av subatomære partikler, ikke en ny fundamental partikkel, men i noen interaksjoner fungerer den som sådan, og måten den passer inn i materiens grunnleggende byggesteiner gjør oppdagelsen til et stort gjennombrudd for fysikere.
Til slutt ble oderon oppdaget gjennom detaljert analyse av to sett med data, og nådde en 5-sigma sannsynlighet, som forskerne bruker som en terskel. Dette betyr at hvis oderon ikke eksisterte, ville sjansen for at vi ville se en slik effekt i dataene ved en tilfeldighet være 1 av 3,5 millioner.
Partikler som protoner og nøytroner består av mindre subatomære partikler: enkelt sagt, kvarker "limes sammen" med gluoner, som bærer kraften. Koblingen av protoner i en partikkelakselerator gir oss en mulighet til å se inn i deres indre struktur, mettet med gluoner.
Når to protoner støter på hverandre, men på en eller annen måte overlever kollisjonen, kan denne interaksjonen – en type elastisk spredning – forklares ved at protonene utveksler et partall eller et oddetall gluoner.
Hvis dette tallet er partall, er det arbeidet til en kvasipartikkel pommern. Et annet alternativ - som ser ut til å forekomme mye sjeldnere - er oderon-kvasipartikkelen, en forbindelse med et oddetall gluoner. Til nå kunne ikke forskere oppdage oderoner i eksperimenter, selv om teoretisk kvantefysikk spådde at de skulle eksistere.
Undersøkelser
Forskerne analyserte et stort sett med data hentet fra partikkelakseleratoren Large Hadron Collider (LHC) i Sveits og Tevatron-partikkelakseleratoren i USA.
Millioner av datapunkter ble studert for å sammenligne proton-proton- eller proton-antiproton-kollisjoner inntil forskerne var overbevist om at de så resultater - oddetalls gluonkoblinger - som bare ville være mulig hvis oderonet eksisterte.
En sammenligning av de to typene kollisjoner avslørte en klar forskjell i energiutvekslingen - denne forskjellen indikerer en oderon. Teamet kombinerte deretter de mer presise målingene med et tidligere eksperiment i 2018 som fjernet noen av usikkerhetene, slik at de kunne oppnå et så høyt konfidensnivå for deteksjon for første gang.
Oppdagelsen bidrar også til å fylle noen av hullene i den nåværende ideen om kvantekromodynamikk, eller QCD, en hypotese om hvordan kvarker og gluoner samhandler på minimumsnivå. Vi snakker om materiens tilstand i de minste skalaene og hvordan alt i universet kommer sammen.
Dessuten, ifølge forskerne, kan den spesialiserte teknologien utviklet for å spore oderon finne mange andre bruksområder i fremtiden: for eksempel i medisinske instrumenter. Og selv om denne forskningen ikke svarer på alle spørsmålene om oderoner og hvordan de fungerer, er det det beste beviset ennå på at de eksisterer. Fremtidige eksperimenter med partikkelakseleratorer vil gi ytterligere bekreftelse og vil uten tvil reise flere spørsmål.
Les også: