منذ أن بدأ تشغيله التشغيلي الثاني في عام 2015 ، كان Large Hadron Collider يقوم ببعض الأشياء المثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، بدءًا من عام 2016 ، بدأ الباحثون في CERN في استخدام الاصطدام لإجراء تجربة التجميل لمصادم الهادرون الكبير (LHCb). يسعى هذا التحقيق إلى تحديد ما حدث بعد الانفجار العظيم حتى تتمكن المادة من البقاء وإنشاء الكون الذي نعرفه اليوم.
في الأشهر القليلة الماضية ، أسفرت التجربة عن بعض النتائج المثيرة للإعجاب ، مثل قياس شكل نادر جدًا من اضمحلال الجسيمات ودليل على مظهر جديد لعدم تناسق المادة المضادة للمادة. ومؤخرا ، أعلن الباحثون عن LHCb اكتشاف نظام جديد من خمسة جسيمات ، وقد لوحظت جميعها في تحليل واحد.
وفقا لورقة البحث التي ظهرت في arXiv في 14 مارس 2017 ، كانت الجسيمات التي تم اكتشافها حالات متحمسة لما يعرف باسم باريون "أوميغا سي صفر". مثل الجسيمات الأخرى من نوعه ، تتكون أوميغا- C-zero من ثلاثة كواركات - اثنان منها "غريبان" والثالث هو كوارك "سحر". تم تأكيد وجود هذا الباريون في عام 1994. ومنذ ذلك الحين ، سعى الباحثون في CERN لتحديد ما إذا كانت هناك إصدارات أثقل.
والآن ، وبفضل تجربة LHCb ، يبدو أنهم عثروا عليها. كان المفتاح هو فحص المسارات والطاقة المتبقية في الكاشف بواسطة الجسيمات في تكوينها النهائي وتتبعها إلى حالتها الأصلية. في الأساس ، تتحلل جزيئات أوميجا-سي عن طريق القوة القوية إلى نوع آخر من الباريون (Xi-c-plus) ثم عن طريق القوة الضعيفة إلى بروتونات ، كاون ، وبيونز.
من هذا ، تمكن الباحثون من تحديد أن ما يشاهدونه هو جزيئات أوميغا سي صفر في حالات طاقة مختلفة (أي من أحجام وكتل مختلفة). معبرًا عنه بالميجاكترون فولت (MeV) ، هذه الجسيمات لها كتل من 3000 و 3050 و 3066 و 3090 و 3119 MeV ، على التوالي. كان هذا الاكتشاف فريدًا إلى حد ما ، حيث تضمن الكشف عن خمس حالات طاقة أعلى للجسيم في نفس الوقت.
وقد أصبح ذلك ممكناً بفضل القدرات المتخصصة للكشف عن LHCb ومجموعة البيانات الكبيرة التي تم تجميعها من المرحلتين الأولى والثانية من LHC - التي استمرت من 2009 إلى 2013 ، ومنذ 2015 على التوالي. مسلحين بالمعدات والخبرة المناسبة ، تمكن الباحثون من التعرف على الجسيمات بمستوى ساحق من اليقين ، مستبعدين إمكانية أنها كانت صدفة إحصائية في البيانات.
من المتوقع أيضًا أن يسلط الاكتشاف الضوء على بعض الألغاز العميقة للجسيمات دون الذرية ، مثل كيفية ربط الكواركات المكونة الثلاثة داخل الباريون بواسطة "القوة القوية" - أي القوة الأساسية المسؤولة عن ربط الدواخل الداخلية للذرات معًا . لغز آخر أن هذا يمكن أن يساعد في حل العلاقة بين حالات الكوارك المختلفة.
كما أوضح الدكتور Greig Cowan - باحث من جامعة أدنبرة يعمل في تجربة LHCb في LHC في Cern - في مقابلة مع BBC:
هذا اكتشاف مذهل سيلقي الضوء على كيفية ارتباط الكواركات ببعضها. قد يكون لها آثار ليس فقط لفهم أفضل للبروتونات والنيوترونات ، ولكن أيضًا لحالات غريبة متعددة الكواركات ، مثل الخماسي والرباعي.“
ستكون الخطوة التالية هي تحديد الأعداد الكمية لهذه الجسيمات الجديدة (الأرقام المستخدمة لتحديد خصائص جسيم معين) وكذلك تحديد أهميتها النظرية. منذ ظهوره على الإنترنت ، كان LHC يساعد في تأكيد النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، بالإضافة إلى تجاوزه لاستكشاف أكبر المجهول لكيفية ظهور الكون ، وكيف تتناسب القوى الأساسية التي تحكمه معًا.
في النهاية ، يمكن أن يكون اكتشاف هذه الجسيمات الخمسة الجديدة خطوة حاسمة على طول الطريق نحو نظرية كل شيء (ToE) ، أو مجرد قطعة أخرى في اللغز الكبير جدًا الذي هو وجودنا. ترقبوا لمعرفة أي!
