Alates oma teise operatsioonijooksu alustamisest 2015. aastal on Large Hadron Collider teinud päris huvitavaid asju. Näiteks hakkasid CERNi teadlased alates 2016. aastast põrkumist kasutama suure Hadron Collideri ilukatse (LHCb) läbiviimiseks. Selle uurimisega püütakse kindlaks teha, mis toimus pärast suurt pauku, et asi suutis ellu jääda ja luua universumi, mida me täna teame.
Viimase paari kuu jooksul on eksperiment andnud mõned muljetavaldavad tulemused, näiteks osakeste lagunemise väga haruldase vormi mõõtmine ja aine-antimaterjali asümmeetria uue ilmingu tõendamine. Ja viimati teatasid LHCb-i teadlased uue viiest osakestest koosneva süsteemi avastamisest, mida kõiki jälgiti ühe analüüsi käigus.
Aastal ilmunud uurimistöö kohaselt arXiv 14. märtsil 2017 olid tuvastatud osakesed ergastatud olekus nn oomega-c-null-baroonist. Nagu teisedki selletaolised osakesed, koosneb ka Omega-c-null kolmest kvarkist - neist kaks on “kummalised”, samas kui kolmas on “võlu” kvark. Selle barjaoni olemasolu kinnitati 1994. aastal. Sellest ajast alates on CERNi teadlased otsinud, kas on olemas raskemaid versioone.
Ja nüüd, tänu LHCb eksperimendile, näib, et nad on nad leidnud. Võti oli uurida detektorisse jäetud trajektoore ja energiat, mille osakesed olid nende lõplikus konfiguratsioonis, ja leida need tagasi algsesse olekusse. Põhimõtteliselt lagunevad Omega-c-nullosakesed tugeva jõu kaudu teist tüüpi barooniks (Xi-c-plus) ja nõrga jõu kaudu prootoniteks, kaoonideks ja pioonideks.
Selle põhjal suutsid teadlased kindlaks teha, et nad nägid Omega-c-nullosakesi erinevatel energiaseisunditel (s.o erineva suuruse ja massiga). Megaelektronvoltides (MeV) väljendatud osakeste mass on vastavalt 3000, 3050, 3066, 3090 ja 3119 MeV. See avastus oli üsna ainulaadne, kuna see hõlmas osakese viie suurema energiaseisundi tuvastamist samal ajal.
See sai võimalikuks tänu LHCb-detektori spetsiaalsetele võimalustele ja suurele andmestikule, mis oli kogunenud LHC esimesest ja teisest käitamisest - mis kestis vastavalt aastatel 2009–2013 ja alates 2015. aastast. Õige varustuse ja kogemustega relvastatud teadlased suutsid osakesed tuvastada ülima kindlusega, välistades võimaluse, et tegemist oli statistilise andmetega.
Samuti loodetakse, et avastus annab ülevaate mõnedest aatomite osakeste sügavamatest müsteeriumidest, näiteks sellest, kuidas kolm koostisosa moodustavat kvarki seotakse baroonis sees “tugeva jõu” abil - st põhijõuna, mis vastutab aatomite sisemuse hoidmise eest . Veel üks mõistatus, mis võib aidata lahendada erinevate kvarki olekute korrelatsiooni.
Nagu Dr Greig Cowan - Edinburghi ülikooli teadlane, kes töötab LHCb eksperimendiga Cerni LHC-s - selgitas intervjuus BBC-le:
„See on silmatorkav avastus, mis annab teada, kuidas kvargid omavahel seovad. See võib mõjutada mitte ainult prootonite ja neutronite paremat mõistmist, vaid ka eksootilisemaid multi-kvarki olekuid, näiteks viis- ja tetrakvaare.“
Järgmine samm on nende uute osakeste kvantarvude määramine (numbrid, mida kasutatakse konkreetse osakese omaduste tuvastamiseks), samuti nende teoreetilise olulisuse määramine. Pärast Internetti jõudmist on LHC aidanud kinnitada osakeste füüsika standardmudelit, ulatudes sellest kaugemale, et uurida suuremat teadmatust, kuidas Universum tekkis ja kuidas seda juhtivad põhijõud omavahel kokku sobivad.
Lõpuks võiks nende viie uue osakese leidmine olla otsustavaks sammuks teooria kõige poole (TEE) või lihtsalt veel üks tükk meie eksistentsi väga suures mõistatuses. Olge kursis, milline!
