کشف ذراتی که رفتارشان با علم فیزیک قابل شرح نیست - مجله خبری تیرول

کوارک یک ذره بنیادی و یکی از اجزای پایه ای تشکیل دهنده ماده است. کوارک ها با هم ترکیب می شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را پدیدآورند که پایدارترین آن ها پروتون و نوترون، اجزای تشکیل دهنده هسته اتم هستند.

به خاطر پدیده ای که به حبس رنگ معروف است، کوارک ها هیچ گاه به صورت انفرادی یافت نمی شوند و مستقیماً قابل مشاهده نیستند؛ آن ها را فقط می توان درون هادرون هایی مانند باریونها (که نمونه های آن ها پروتون و نوترون هستند) و مزونها یافت. به همین دلیل بیشتر دانش ما از کوارک ها از مشاهدات خود هادرون ها نتیجه گیری شده است.

این ذرات در جریان تصادم هایی در درون برخورددهنده هادرونی عظیم آزمایشگاه سرن موسوم به ال اچ سی به وجود آمده اند که ابزاری برای شناسایی اجرامی در ابعاد کوچک تر از 10 به توان منفی 23 سانتیمتر است. در این ابزار پروتونها، در یک تونل 27 کیلومتری شتاب گرفته و به اندازهٔ 14 تریلیون الکترون ولت انرژی می گیرند و با هم برخورد می نمایند.

در برخورد دهندهٔ عظیم هادرونی تونل ها طوری طراحی و برنامه ریزی شده اند که در سراسر راستاِ حلقه ای شکل، چهار برخورد برای پروتون ها صورت می گیرد.

شناسایی ذرات تازه در جریان آزمایشی موسوم به LHCb صورت گرفت. این ذرات بنیادین به تعداد بالا فراوری می شوند، اما پایداری کمی دارند و به سرعت به الکترون و میون تبدیل می شوند. میون یک ذره بنیادی با باری مانند الکترون است.

نکته مهم این است که بر اساس قوانین فیزیک باید تعداد برابری از این ذرات به الکترون و میون تبدیل شوند، اما در عمل بخش بیشتری از کوارک های زیبا به الکترون مبدل می شوند. در واقع به ازای هر 100 تبدیل به الکترون تنها 85 تبدیل به میون رخ می دهد.

پژوهشگران هنوز نتوانسته اند بر اساس مدل های استاندارد علم فیزیک علت این پدیده عجیب را شرح دهند و می گویند احتمالاً باید یک ذره مخفی و هنوز شناخته نشده عامل این فعل و انفعالات غیرقابل درک باشد. نتیجه گیری قطعی در این زمینه مستلزم چندین سال تحقیق و آنالیز مجدد است.