Протягом 50 років фізики безуспішно полювали за так званою частинкою Оддерон. Тепер шведсько-угорська дослідницька група виявила міфічну квазічастинку за допомогою великого аналізу експериментальних даних, отриманих на Великому адронному колайдері в ЦЕРНі в Швейцарії.
Фізики з колаборації ТОТЕМ (TOTal cross section, Elastic scattering and diffraction dissociation Measurement) на Великому адронному колайдері ЦЕРНА (БАК) і колаборації D^ у Фермілабі виявили нові переконливі докази існування оддерону - невловимого триглюного стану.
Стани, що складаються з двох, трьох або більше глюонів являють собою своєрідні об'єкти, що складаються тільки з носіїв сильної взаємодії. Поява квантової хромодинаміки (КХД) призвела теоретиків до передбачення існування оддерону в 1973 році.
Однак довести його існування було серйозним експериментальним завданням, що вимагає детальних вимірювань протонів, коли вони відскакують один від одного в зіткненнях з високою енергією.
У той час як більшість високоенергетичних зіткнень призводять до того, що протони розпадаються на складові їх кварки і глюони, приблизно 25% - це пружні зіткнення, в яких протони залишаються неушкодженими, але виникають по дещо інших траєкторіях.
«Наш результат досліджує найглибші особливості квантової хромодинаміки, зокрема те, що глюони взаємодіють між собою і що непарне число глюонів може бути» безбарвним «, таким чином екрануючи сильну взаємодію», - сказав представник TOTEM доктор Сімона Джані, фізик з ЦЕРНА.
"Примітною особливістю цієї роботи є те, що результати отримані шляхом об'єднання даних БАК і Теватрона при різних енергіях.
TOTEM вимірює невеликі відхилення в протон-протонному (pp) розсіянні за допомогою двох детекторів, розташованих на відстані 220 метрів по обидва боки від експерименту CMS, в той час як D^ використовував аналогічну установку на протон-антипротонному (pp) колайдері Tevatron.
Фізики порівняли дані БАК pp (записані при енергіях зіткнення 2,76, 7, 8 і 13 ТэВ і екстраполированные до 1,96 ТэВ) з даними Tevatron pp, виміреними при 1,96 ТэВ. Очікується, що оддерон буде вносити свій внесок з різними знаками в розсіювання pp і pp.
На підтвердження цієї картини два набори даних розходяться на рівні 3,4, що свідчить про т-канальний обмін безбарвного С-непарного глюонного з'єднання.
«У поєднанні з і результатом повного поперечного перерізу при 13 ТЕВ значення знаходиться в діапазоні 5,2-5,7 і, таким чином, являє собою перше експериментальне спостереження оддерону», - сказав доктор Крістоф Ройон, фізик з Канзаського університету. «Це велике відкриття ЦЕРНу і Фермілаб».
"Це важлива віха у фізиці елементарних частинок! Мені здається фантастичним внести свій внесок у більш глибоке розуміння матерії - фундаментальних будівельних блоків нашого світу ", - говорить Роман Пасічник, дослідник фізики елементарних частинок з Лундського університету.