Pärast aastakümnete pikkust matemaatika keerutamist liimi taga, mis hoiab kogu aine sisemusi kokku, on füüsikud leidnud kummalise hüpoteetilise osakese, sellist, mida pole kunagi üheski katses ilmunud. Kutsutud sexaquarkiks koosneb veider pall funky-paigutusega kuuest erineva maitsega kvarkist.
Lisaks sellele, et sexaquark on lahedalt kõlav tegelane, võib see lõpuks selgitada ka tummise mateeria aina hulluvat müsteeriumi. Ja füüsikud on leidnud, et kui seksakvaaril on konkreetne mass, võib osake elada igavesti.
Looduse kvargid
Peaaegu kõik, mida teate ja armastate, on tehtud pisikestest osakestest, mida tuntakse kvarkidena. Neid on kuus, arvestades nimetusi erinevatel nohistel põhjustel - üles, alla, ülevalt, alt, imelikult ja võluvalt. Üles ja alla olevad sordid on koomast kõige kergemad, mis teeb neist vaieldamatult kõige tavalisemaks. (Osakestefüüsikas, mida raskem olete, seda tõenäolisemalt lagunete väiksemateks, stabiilsemateks asjadeks.)
Kõik teie keha prootonid ja neutronid koosnevad kvarkide triodest; kaks üles ja alla moodustavad prootoni ja kaks alla ja üles moodustavad neutroni. Tugeva jõu keeruka iseloomu tõttu meeldivad kvargid tõesti kolmeliikmelistesse rühmadesse riputamiseks ning see on ka vaieldamatult kõige stabiilsem ja levinum konfiguratsioon.
Mõnikord loome oma osakeste põrkeseadmetes osakesi, millest igaüks koosneb kvarkide paarist; need konglomeratsioonid on ebastabiilsed ja lagunevad kiiresti millekski muuks. Mõnikord, kui proovime tõesti kõvasti, saame viis kvarki kokku liimida ja panna need omavahel - lühidalt - kenasti mängima, enne kui ka need lagunevad millekski muuks.
Ja tänaseks on need kõik kvarkide kombinatsioonid, mida oleme suutnud toota.
Siiski võib olla midagi võõrast.
Elementide sepistamine
Pärast aastakümneid tugeva tuumajõu matemaatiliste nurkade ümber nokitsemist leidsid füüsikud kummalise kombinatsiooni, mis meie katsetes veel välja ei ilmunud: kuue kvargi paigutus, mis koosneb kahest tõusust, kahest mõõnast ja kahest võõrast: sekskvoodist.
Teooriad ei ennusta seksikargi massi; see väärtus sõltub selle osakese sees olevate üksikute kvarkide täpsest paigutusest ja koostoimest, seega on eksperimentaalfüüsikute ülesanne see välja mõelda. Ja mis puutub seksikargi stabiilsusesse? Arvutused näitavad, et kui selle mass langeb alla teatud läve, on see igavesti absoluutselt stabiilne, mis tähendab, et see ei lagune kunagi. Ja kui mass on sellest pisut suurem, kuid siiski alla teatud läve, siis osake laguneb, kuid nii pika aja jooksul, et see võib sama hästi olla igavesti.
Nii et kui see on stabiilne, siis miks me pole seda kunagi näinud?
Kummalisel kombel jääb seksakvaari stabiilsete masside vahemik allapoole läve, mida paljud osakeste põrkeseadme katsed võivad luua; need tööriistad olid ette nähtud palju harvemate, palju raskemate ja lenduvamate osakeste uurimiseks. Teisisõnu, sexaquark võib peituda silmanähtavuses, olles kõik need aastad lihtsalt radari all lennanud.
Kuid osakeste põrkajad ei ole ainus koht, kus seksikvaare teha. Suure Paugu varasemad hetked olid meeletu tuumaenergia keeduplaat, mille temperatuurid ja rõhk olid piisavalt kõrged, et heelium ja vesinik saaks välja kääride toores supist. Ja see sepitsus võis ka meie kosmose üle ujutada seksakvaaridega koos kõigi tuttavamate alaatomiliste tegelastega.
Esialgsed arvutused viitavad sellele, et kui seksimark on päris masside õiges vahemikus asuv asi, võinuks seda varases universumis valmistada naeruväärselt. Ja see oleks võinud selle noorpõlve inferno üle elada. Tegelikult võivad seksikvaarid siiski eksisteerida, mitte tegelikult mitte kellegagi suheldes ega muutu tegelikult millekski muuks - lihtsalt olemasolevateks, luues oma massi tõttu ekstra gravitatsiooni tõmbeid kuhu iganes nad koguvad.
Nähtamatu osake, mis ujutab universumi üle ja interakteerub ainult gravitatsiooni kaudu? Bingo. See on tume asi.
Pimedas tuli
Selleks, et seksakvaar moodustaks tumeda aine, peab see tegelikult olemas olema. See on praegu arutelu objekt, sest seda objekti pole osakeste põrkeseadme katses kunagi märgatud. Kuid nagu me varem nägime, võib sexaquarki suhteliselt kerge mass tähendada, et see on suutnud märkamatult libiseda lihtsalt seetõttu, et me pole seda otsinud.
Kuid see on hakanud muutuma. Californias asuva SLAC riikliku kiirendi laboratooriumi BaBari detektor on tõesti väga hea kvarkide kombinatsioonide tootmiseks, sealhulgas mõned tõeliselt rasked, mis muutuvad stabiilsemaks ja mõistlikumaks. BaBar peaks tootma ka sekskvaaride kaitserauda, kui need on olemas.
ArXivi andmebaasi 2. jaanuaril avaldatud teade on andnud uusima tulemuse: seksimärgist pole ühtegi märki. Kuid see leid on kindel ainult 90% usaldusnivoo korral. See tähendab, et kui massiivsemad ja vähem stabiilsed kvarkkide kombinatsioonid lagunevad stabiilseteks seksakvaarideks, siis nad teevad seda väga harva, ainult ühe lagunemisega 10 miljonist.
Kas see välistab seksikivi kui tumeaine kandidaadi? Mitte päris. Võib juhtuda, et varase universumi tingimused võimaldasid teha piisavalt seksikvaare, et nad saaksid aru tumeda aine hulgast, mida meie hinnangul universumis leidub. Kuid uue tulemuse tõttu on seksakargi kasutamine tumeda aine selgitamiseks keeruline.
Tore proovida, sexaquark, aga mitte sigarit - vähemalt veel mitte.
Paul M. Sutter on astrofüüsik juuresSUNY Stony Brook ja Flatironi instituut,Küsi kosmosemehelt jaKosmoseraadio, ja artikli autorSinu koht universumis.
