В ЦЕРН, крупнейшей в мире лаборатории физики элементарных частиц, происходит захватывающее открытие. Исследователи эксперимента CMS наблюдали неожиданный избыток событий вблизи порога рождения кварк-антикварковой пары топ-кварк. Это может быть признаком нового составного состояния, называемого топонием, частицы, состоящей из топ-кварка и его антиматерийного аналога.
Топ-кварк, самая тяжелая известная фундаментальная частица, существует лишь мгновение. Он распадается до того, как может произойти аннигиляция материи и антиматерии. Недавние данные показывают, что эти тяжелые частицы появляются чаще, чем предсказывалось, при наименьшей энергии, необходимой для создания пары топ-кварк-антикварк.
Этот избыток событий на пороге рождения топ-антитоп-пары является значительным. Именно здесь становятся заметными тонкие взаимодействия, потенциально раскрывающие новые силы или временные состояния, такие как топоний. Если это подтвердится, открытие может революционизировать наше понимание фундаментальных сил и поведения материи в самых малых масштабах.
Потенциальное открытие топония может дать представление о том, как сильное взаимодействие ведет себя на чрезвычайно коротких расстояниях. Изучение такой компактной структуры может дать физикам более точный инструмент для изучения взаимодействий между тяжелыми кварками, где доминируют квантовые эффекты. Это также может помочь завершить историю организации материи в самых малых масштабах.
Ученые также рассматривают идею о том, что другая неизвестная частица, такая как дополнительный бозон, подобный бозону Хиггса, может объяснить дополнительные события. Ожидается, что синергия экспериментов CMS и ATLAS уточнит результаты путем объединения различных методов анализа. Оба эксперимента необходимы для подтверждения того, связаны ли наблюдаемые сигналы с топонием или соответствуют альтернативному сценарию, требующему изменений в Стандартной модели.
Это открытие не только заполнит недостающее место в известном списке кварк-антикварковых состояний. Оно также отточит инструменты для проверки новых физических теорий, выходящих за рамки Стандартной модели, которая все еще оставляет основные вопросы без ответа. Физики намерены уточнить свои измерения состояний тяжелых частиц по мере того, как LHC готовится к будущим запускам, оставаясь решительными, чтобы увидеть, существует ли топоний на самом деле, или за дополнительным рождением топ-кварк-антикварковой пары скрывается другое объяснение.