Det, der ikke burde virke (men gør det alligevel)
Tænk på alt det, du ser rundt om dig. Din telefon. Kaffekoppen. Din egen krop. Alt er holdt sammen af usynlige kræfter. De stærke kræfter limer partiklerne inde i atomerne. Elektromagnetismen holder elektronerne på plads. De arbejder sammen som et team.
Men hvad hvis vi fjernede den ene kraft? Kan vi skabe noget, der kun holder ved hjælp af den stærke kraft?
Det spørgsmål har hængt i luften i årtier. Nu har forskere i Japan faktisk forsøgt at finde svaret. Og det ser ud, som om det lykkedes.
Jagten på den perfekte partikel
Normalt bruger man atomer til den slags forsøg. Men atomer er elektrisk ladede. De vil altid reagere på magnetiske felter. Det er ikke til at undgå.
Derfor ledte forskerne efter en partikel uden elektrisk ladning. Noget, der slet ikke kan røre ved elektromagnetiske kræfter.
De fandt den i form af en særlig meson kaldet eta-prime. Den er elektrisk neutral. Men den er også overraskende tung. Det har undret fysikere i årtier.
Det gamle puslespil
Allerede i 1970’erne opdagede en fysiker ved navn Steven Weinberg, at tallene ikke stemte. Efter de gængse regler burde eta-prime-meson’en være lettere. Men den vejer for meget. Som en golfkugle, der pludselig vejer som en bowlingkugle.
Fysikerne fandt en forklaring i noget, der hedder chiral symmetribrud. Det betyder, at visse partikler har en slags håndethed. Når denne symmetri bryder sammen, skaber den ekstra masse. Det er en af de måder, hvorpå partikler får vægt.
Men forskerne gik videre. De gættede, at eta-prime-meson’en burde veje mindre, hvis den blev sat i et atomkerne-miljø. Det var kun en teori. Men det var nok til og med to tyve år lang tid til i et forsøg.
Det forsøg, der så umuligt ud
En forskergruppe fra RIKEN-instituttet i Japan tog den teori til test. De skød en protonstråle mod kulstof-12-atomer. Strålen kørte næsten med lysets fart.
Protonerne sparkede en neutron ud. Den neutron forlod miljøet sammen с en proton. Tilbage var en kulstof-11-kerne med overskud af energi.
Den overskudte energi kunne skabe en eta-prime-meson, som kort varimede stickede ved atomkerne. Det skete kun i en utrolig kort tid – en brøkdel af en brøkdel af en brøkdel af en sekund.
Når det kommer an på de små ting
De brugte en detektor kaldet WASA til at finde de flygtige spor. De stødte på enormt meget støj. De faktiske signaler var hundredvis af gange stærkere af støjen. Det var som at finde en whisper i en rockkoncert.
Men de fandt det. De så signaler, der precis matchede deres teori. Eta-prime-meson’en mistede 60 megaelektronvolt ved vægt i atomkerne. Det er en konfirmation, på at chiral symmetribrud er realt, og uanso<|eos|>