يحتفل العلماء بالاكتشاف الذي طال انتظاره لـ Odderon ، وهي ظاهرة غريبة لا تظهر إلا نادرًا عندما تصطدم البروتونات بطاقة عالية ، مثل داخل مسرعات الجسيمات. على الرغم من أنه تم التنبؤ لأول مرة بوجود Odderon في أوائل السبعينيات ، إلا أنه لم يقم الفيزيائيون أخيرًا بجمع البيانات التي يحتاجونها في مصادم الهادرونات الكبير التابع لـ CERN لتأكيد اكتشاف حقيقي حتى وقت قريب.
يساهم هذا الاكتشاف في فهم الفيزيائيين لكيفية تفاعل كل مادة في الكون على أصغر المستويات. على عكس المشهور هيغز بوزون، الذي تم اكتشافه رسميًا في عام 2012 ، فإن Odderon ليس جسيمًا بالضبط. بدلاً من ذلك ، هو اسم مركب من ثلاثة غلوونات يتم تبادلها بين البروتونات (أو البروتون وتوأم المادة المضادة ، البروتون المضاد) عندما تصطدم بعنف لكن لا يتم تدميرها. الغلوونات هي جسيمات دون ذرية سميت بهذا الاسم لأنها “تلصق” جسيمات أخرى تسمى الكواركات. الكواركات هي الأشياء الصغيرة التي تشكل الجسيمات الأكبر مثل البروتونات والنيوترونات التي تشكل الذرات التي نعرفها ونحبها جميعًا.
الغلوونات مضحكة من حيث أنها لا تحب أن تكون بمفردها ؛ يتم العثور عليهم دائمًا معًا تقريبًا. عندما تكون مجموعة ذات أرقام زوجية من الغلوونات (اثنان ، أربعة ، إلخ) ، فإننا نسميها بوميرون. عندما يكون عدد الغلوونات في المجموعة فرديًا (ثلاثة ، خمسة ، إلخ) ، حسنًا ، لقد خمنت ذلك: هذا odderon. نادرًا ما يتم إنتاج Odderon ، لأسباب غامضة ، وعلى الرغم من ظهور تلميحات حوله على مر العقود ، لم يكن الدليل قويًا بما يكفي ليقول إنه موجود بالتأكيد. لكن نظرية فيزياء الكم المقبولة عمومًا تقول أودديرونس يجب موجودة ، لذلك استمر العلماء في البحث عنها.
اكتشف الفيزيائيون أدلة على “Odderon” لأول مرة في السبعينيات
كشف العلماء عن بعض الأدلة الأولية لتوقع تأثير الفيزياء النووية لأول مرة …
أعلن فريق دولي من الفيزيائيين في وقت سابق من هذا الشهر أن بياناتهم وصلت إلى مستوى من الأهمية الإحصائية يُعرف باسم “خمسة سيجما” ، وهو الحد الذي يتفق عليه معظم العلماء معناه أنه يمكنك التأكد من أنك قد حققت اكتشافًا بنسبة 99.999 +٪. بعد كل شيء ، ليس الأمر كما لو أن الفيزيائيين يمكنهم فقط النظر داخل مصادم الجسيمات الخاص بهم ورؤية أودديرون يبتسم مرة أخرى لهم. بدلاً من ذلك ، يتعين عليهم المرور بكميات هائلة من البيانات المسجلة عندما ترتد البروتونات والبروتونات المضادة إلى جدران أجهزة الكشف الخاصة بهم.
قال كريستوف رويون ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كانساس ، إنه إذا وضعت كل هذه البيانات على أقراص مضغوطة ووضعتها فوق بعضها البعض ، “فسوف تغطي أكثر من المسافة بين الأرض والقمر”. جزء من الفريق وراء البحث الجديد. “إنك تجمع عددًا هائلاً من البيانات. وبعد ذلك يتعين عليك إجراء بعض التحليل لتحديد ، من بين كل هذه البيانات ، ما هو مثير للاهتمام بالنسبة لك “.
عندما تضرب البروتونات والبروتونات المضادة الكاشف بعد اصطدامها ببعضها البعض ، يخبر الباحثون كيف تتفاعل الجسيمات عندما تصطدم. يفرز الفيزيائيون سجلات الملايين والملايين من هذه الاصطدامات ، ويبحثون عن ما يكفي من نقاط البيانات الصحيحة ليتمكنوا من القول بثقة أن ما يرونه لا يمكن تفسيره إلا إذا كان Odderon موجودًا. إذا استمروا في هذا البحث لسنوات ولم يجدوا أبدًا دليلًا على Odderon ، فسيتعين عليهم العودة إلى لوحة الرسم والتوصل إلى نظرية جديدة لكيفية عمل الكون.
لحسن الحظ ، تمكن الباحثون من جمع نتائجهم من مصادمات الجسيمات قبل أن يوقف جائحة كوفيد -19 العمل الشخصي ، ومن ثم يمكن إجراء تحليل البيانات عن بُعد. لكنهم لم يتمكنوا من الاحتفال معًا بعد.
قال رويون في مكالمة فيديو: “مع حالة الإصابة بفيروس كورونا ، الأمر صعب بعض الشيء – الجميع يعملون من المنزل وما إلى ذلك”. “ولكن عندما نعود إلى طبيعتنا ، أعتقد أننا نستحق حفلة.”
تضمن البحث مقارنة دقيقة لمجموعات البيانات: تم إنشاء إحداها قبل عقد من الزمن في تجربة DØ المغلقة الآن في Fermilab في إلينوي وأخرى تم إجراؤها في 2015 و 2019 و 2020 (قبل عمليات الإغلاق الوبائي) في تجربة TOTEM لمصادم الهادرونات الكبير. اصطدمت تجربة فيرميلاب بالبروتونات والبروتونات المضادة ، بينما نظر عمل مصادم الهدرونات الكبير في اصطدام البروتونات بالبروتونات. من خلال مقارنة البيانات من هذين المصادمين المختلفين تمكنوا من التأكد من وجود Odderon.
على الرغم من أن الفريق ، الذي ضم باحثين من دول حول العالم ، اشتبهوا في أن لديهم شيئًا كبيرًا العام الماضي ، إلا أنهم لم يرغبوا في التسرع في الإعلان. لقد طلبوا من باحثين مستقلين في هذا المجال التحقق من عملهم بحثًا عن أي تحيزات أو مشاكل محتملة قبل نشر أوراقهم. تم نشر المقال الآن كملف ما قبل الطباعة بواسطة CERN و Fermilab وتم إرساله إلى مجلة Physical Review Letters.
قال الفيزيائي يوري كوفشيغوف من جامعة ولاية أوهايو ، الذي لم يشارك في العمل الجديد: “إن أوديرون هو تنبؤ قوي لنظرية التفاعلات القوية ، التي تم إجراؤها منذ ما يقرب من نصف قرن”. في الوقت نفسه ، كانت تتجنب الاكتشاف التجريبي لعقود. نتيجة DØ و TOTEM الجديدة ، إذا كانت صحيحة ، فمن المحتمل أن تشير إلى أن odderon قد تم العثور عليه أخيرًا “.
قال Kovchegov في رسالة بالبريد الإلكتروني أن الورقة “يبدو أنها أول دليل تجريبي قوي لوجود Odderon” ، على الرغم من أنه لا يزال يرغب في رؤية المزيد من التجارب تؤكد النتيجة. قال القادمة مصادم الإلكترون أيون، تجربة جديدة رئيسية سيتم بناؤها في نيويورك ومن المقرر افتتاحها في أوائل 2030 ، قد تكون قادرة على الإجابة على الأسئلة المستمرة حول Odderon.
يوافق رويون على أن عمل دراسة Odderon لم ينته بعد. قال “إنه ليس شيئًا نغلقه ونقول إننا سعداء ، انتهينا ، وانتهينا”. “في الفيزياء ، عندما تجد شيئًا جديدًا ، عادة ما يكون الباب يفتح مجالات جديدة تمامًا.”
