Частицата, която не трябваше да съществува
Представи си, че махнеш електромагнитната сила от света. Електроните спират да обикалят ядрото. Атомите се разпадат. Нищо не остава. Но учените от Япония току-що показаха, че може да се създаде частица, която разчита само на силното ядрено взаимодействие.
Това е η′ мезонът — неутрална частица, която няма електрически заряд. Тя е тежка, странна и вече 50 години обърква физиците.
Защо е толкова тежка
През 1970-те Стивън Уайнбърг забеляза, че според простите закони η′ не трябва да тежи толкова много. Разликата идва от „счупване на кирална симетрия“. Когато симетрията се наруши, частиците получават допълнителна маса. Теорията казваше, че ако η′ попадне в ядро, масата ѝ трябва да падне.
Как го направиха
Японският екип от RIKEN ускори протони към въглеродни ядра. При удара един неутрон се откъсва и заедно с друг протон образува устойчива двойка. Остава ядро на въглерод-11 с излишна енергия. Понякога тази енергия се превръща в η′ мезон, който се задържа в ядрото за 10⁻²⁷ секунди.
Трудното измерване
Детекторът WASA трябваше да улови сигнала сред 1000 пъти по-силен шум. Успяха. Маса на η′ намаля с около 60 MeV — точно какво предвиждаше теорията.
Защо е важно
Повечето маса на обикновената материя не е от самите частици, а от енергията на връзките между тях. Чрез η′ учените виждат как „празното“ пространство влияе върху масата. Това е стъпка към разбирането защо нещата изобщо имат тегло.
Какво следва
Досега това беше само теория. Сега имат експериментален инструмент. Следващите години вероятно ще донесат още открития за силите и масата в ядрото.