Znajdź zawartość

W 1973 roku dwóch wybitnych fizyków Leszek Łukaszuk i Basarab Nicolescu ogłosiło, że z ich wyliczeń wynika, iż powinna istnieć nieznana dotychczas kwazicząstka. Odderon, bo o nim mowa, miał być kulą gluonową przewidzianą przez chromodynamikę kwantową. Ten partner znanego już wcześniej – chociaż również teoretycznie – pomeronu, miał składać się z trzech gluonów. Rozpoczęły się poszukiwania odderonu. Teraz, po niemal 50 latach, poinformowano o jego odnalezieniu. Szwedzko-węgierskiemu zespołowi naukowemu udało się znaleźć odderony w danych z Wielkiego Zderzacza Hadronów i Tevatronu. Przez wiele miesięcy analizowali dane ze zderzeń protonów oraz protonów z antyprotonami. To kamień milowy w fizyce cząstek. Wspaniale jest brać udział w lepszym zrozumieniu materii, mówi Roman Pasechnik z Uniwersytetu w Lund. Współpracujemy z jednymi z najlepszych fizyków cząstek na świecie. Byli zdumieni, gdy opublikowaliśmy wyniki naszej pracy, dodaje. Odkrycie to efekt współpracy naukowców z eksperymentu TOTEM prowadzonego w LHC z badaczami z eksperymentu D0 z Fermilab. Uzyskane wyniki dotykają najbardziej istotnych zagadnień chromodynamiki kwantowej, szczególnie zaś interakcji pomiędzy gluonami i faktu, że nieparzysta liczba gluonów może nie posiadać koloru. Bardzo ważnym elementem odkrycia jest fakt, że dane pozwalające na jego dokonanie pochodzą z LHC i Tevatronu, które pracowały z różnymi energiami, mówi rzecznik TOTEM Simone Giani. Stany składające się z dwóch lub więcej gluonów zwane są kulami gluonowymi. Są bardzo szczególnymi obiektami złożonymi wyłącznie z nośników oddziaływań silnych. Postępy chromodynamiki kwantowej pozwoliły na przewidzenie istnienia odderonu, ale do jego wykrycia potrzebne były bardzo szczegółowe dane ze zderzeń protonów. Większość wysokoenergetycznych kolizji protonów kończy się ich rozbiciem na tworzące je kwarki i gluony. Jednak w około 25% przypadków dochodzi do elastycznego odbicia. Protony nie ulegają zniszczeniu, ale odbiciu i rozproszeniu. Przy wysokich energiach różnice w elastycznym rozpraszaniu po kolizjach proton-proton a proton-antyproton tłumaczy się faktem, że w interakcji pomiędzy protonami pośredniczą wyłącznie gluony. W szczególności tłumaczono to wymianą pomeronu, neutralnej pod względem koloru kuli gluonowej złożonej z parzystej liczby gluonów. Jednak w 2018 roku badacze z TOTEM poinformowali o uzyskaniu wyników, których nie dało się wytłumaczyć w powyższy sposób. Wydawało się, że w grę wchodzi tutaj jeszcze jakiś obiekt z dziedziny chromodynamiki kwantowej. Musiała być nim kula glonowa składająca się co najmniej z trzech lub innej nieparzystej liczby gluonów. Była to silna wskazówka, ale jeszcze nie odkrycie. Teraz dokonano niezależnej analizy, w której wzięto pod uwagę wyniki zderzeń protonów z LHC dokonywanych przy energiach 2,76 TeV, 7 TeV, 8 TeV oraz 13 TeV. Ponadto wyniki te ekstrapolowano na energię 1,96 TeV. Dodatkowo w analizie uwzględniono wyniki z Tevatronu, gdzie zderzano protony i antyprotony przy energii 1,96 TeV. Ponownie znaleziono dowody na istnienie odderonu. Gdy wyniki te porównano z danymi ze zderzeń z eksperymentu TOTEM dokonanych przez eksperyment TOTEM, uzyskano pewność, że mamy do czynienia z odkryciem. Prawdopodobieństwo statystyczne uzyskanych wyników wynosi 5,2–5,7, zatem mówimy o pierwszym eksperymentalnym potwierdzeniu istnienia odderonu, mówi Christophe Royon, który prezentował wyniki podczas spotkania w CERN. Z pracą Evidence of Odderon-exchange from scaling properties of elastic scattering at TeV energies można zapoznać się na łamach The European Physical Journal C. « powrót do artykułu