Ugotovitve, ki so jih ta teden javno predstavili na konferenci Evropskega fizikalnega društva v Marseillu, se nanašajo na kvantne povezave med osnovnimi delci, natančneje kvarki top. To so najtežji in najkrajše živeči nedeljivi gradniki snovi, je pojasnil raziskovalec na IJS Tadej Novak, ki v Cernu deluje v okviru programa Smash.
Kvarki v naravi praviloma ne nastopajo samostojno, zato jih pogosto najdemo v povezavi s svojimi t. i. antimaterijskimi pari oz. antikvarki, ki imajo enako maso, vendar različen predznak naboja. To povezavo zaznamuje močna jedrska sila, katere jakost se povečuje z razdaljo, zato je za kvarke sicer energijsko ugodna, vendar po besedah Novaka izjemno kratka življenjska doba kvarka top običajno pomeni, da razpade, še preden lahko tvori vezano stanje.
Kot so v sporočilu za javnost zapisali v Cernu, pa so znanstveniki pri pregledu podatkov eksperimenta CMS, zbranih med letoma 2016 in 2018, opazili nenavaden presežek parov kvarkov top in njihovih antikvarkov. Te ugotovitve so zdaj potrdili še podatki sestrskega eksperimenta Atlas, ki za merjenje uporablja drugačne tehnologije.
Novak je pojasnil, da se oba eksperimenta na velikem hadronskem trkalniku (LHC), v katerem prihaja do visokohitrostnih trkov protonov, osredotočata na natančne meritve standardnega modela osnovnih delcev v fiziki, pomembno pa je, da predstavljata dve ločeni, neodvisni meritvi.
"Odkritje bo pripomoglo k pripravi natančnejših izračunov in simulacij, ki bodo zmanjšali negotovost opisa procesov standardnega modela," je dodal Novak. Po njegovih besedah je odkritje pomembno tudi za celosten opis močne jedrske sile, ki nastane pri kvantni povezanosti kvarkov. Ta na primer pomembno prispeva k masi protonov in nevtronov ter lahko pojasni, zakaj ima običajna snov tolikšno maso.
Predstavnik Atlasa Stéphane Willocq je ob odkritju poudaril, da je dolgo časa veljalo, da je izmeriti tovrsten pojav na LHC eksperimentalno neizvedljivo, vendar so lahko zahvaljujoč obilici podatkov, zbranih med drugim obdobjem delovanja LHC, in napredku analitskih tehnik, dolgoletno domnevo ovrgli.
Po mnenju raziskovalcev je pojav torej neizpodbiten, vendar njegovega vzroka še ne morejo zagotovo potrditi. Poleg kvantne povezave med kvarkom top in njegovim antikvarkom, bi nepričakovan pojav namreč lahko bil posledica obstoja novega delca z maso blizu dvojne mase kvarka top. Kot je razložil Tadej Novak, bi odgovor lahko ponudilo predvsem tesno sodelovanje s skupnostjo teoretičnih fizikov, ki se ukvarjajo z modeliranjem standardnega modela, na katerem danes temelji naše razumevanje osnovnih delcev in sil narave.
