ნაწილაკების ფიზიკოსებმა „ზეპტოვერსის“ პირველი ნიშნები აღმოაჩინეს

დიდი ადრონული კოლაიდერი პროტონებს უკვე წლებია აჯახებს ერთმანეთს. თუმცა, ცოტა ხნის წინ პროტონების შეჯახებამ წარმოუდგენლად იშვიათი შედეგი გამოიღო, რომელიც პირველი ნაბიჯია ე.წ. „ზეპტოვერსის“ შესასწავლად. ეს რეალობის მასშტაბია, რომელიც ატომზე მრავალჯერ პატარაა. ეს ფიზიკური სამყაროს დღემდე შესწავლილი უმცირესი მასშტაბი იქნებოდა და შესაძლოა, ფიზიკის მუშაობის შესახებ ჩვენს მოლოდინებს ეწინააღმდეგებოდეს.

პროტონების სინათლის სიჩქარესთან თითქმის გათანაბრებული სიჩქარით შეჯახებისას, CERN-ის მეცნიერებმა მატერიის ერთ-ერთი ყველაზე იშვიათი დაშლის მტკიცებულება აღმოაჩინეს. ეს იმდენად იშვიათი მოვლენაა, რომ ფიზიკოსები მის დაკვირვებას ოთხ ათწლეულზე მეტია იმედოვნებენ. შეჯახების შედეგად მრავალი ნაწილაკი წარმოიქმნა, მათ შორის ნეიტრალური B-მეზონები. მეცნიერებმა აღმოაჩინეს სიგნალები, რომლებიც მიუთითებდა, რომ ერთ-ერთი მათგანი მიუონად და ანტიმიუონად დაიშალა.

მეზონები მუდმივად იშლებიან. ეს ატომზე პატარა ნაწილაკები სხვა ნაწილაკების შეჯახების შედეგად წარმოიქმნება და სხვა ნაწილაკებად გარდაქმნამდე მხოლოდ მცირე ხანს არსებობს. მიუონები კი ატომებში არსებულ ელექტრონებს ჰგავს, თუმცა დაახლოებით 200-ჯერ უფრო მძიმეა. მეცნიერები ამ ნაწილაკებსა და მათ დაშლას იკვლევენ, რათა თანამედროვე ფიზიკის პროგნოზები შეამოწმონ და უცნობი ნაწილაკების შესახებ მინიშნებები მოძებნონ.

სტანდარტული მოდელი, რომელიც ნაწილაკების ფიზიკის ერთგვარი ბიბლიაა, პროგნოზირებს, რომ ნეიტრალური B-მეზონების ყოველი 10 მილიარდი დაშლიდან ეს გარდაქმნა ერთხელ მოხდება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 10 მილიარდი ასეთი ნაწილაკის დაშლის დაკვირვების შემთხვევაშიც კი, მეცნიერები საშუალოდ მხოლოდ ერთ მიუონსა და ანტიმიუონს ელოდნენ. ეს პირველი შემთხვევაა, როცა ექსპერიმენტმა ამ მოვლენის მტკიცებულება მოიპოვა. მკვლევრებმა დეტალები arXiv-ზე გამოქვეყნებულ წინასწარ ნაშრომში გააზიარეს.

მარკო სანტიმარიამ, რომელიც საერთაშორისო ანალიზის ჯგუფს თანახელმძღვანელობდა, CERN-ის პრესრელიზში განაცხადა: „ფიზიკოსები ამ დაშლას 40 წელზე მეტია ეძებენ. მიუონების გამოსაყოფად, უზარმაზარი რაოდენობის სხვა პროცესების ფონზე, უკიდურესი სიზუსტეა საჭირო“.

ამ პროცესის განსაკუთრებული იშვიათობა ხსნის, რატომ დასჭირდა ამ აღმოჩენამდე მისვლას ათწლეულების კვლევა. თუმცა, 2024 წელს დიდი ადრონული კოლაიდერის მოდერნიზაციამ ამ მოვლენაზე დაკვირვებაც შესაძლებელი გახადა. განახლებამ მონაცემების უფრო სწრაფად შეგროვება უზრუნველყო. მანქანური სწავლების ახალმა მეთოდებმა კი მკვლევრებს საშუალება მისცა, „შეემცირებინათ იმ პროცესების უზარმაზარი ფონი, რომელიც სხვაგვარად ამ იშვიათი სილამაზის ნაწილაკების დაშლის სიგნალებს გადაფარავდა“, როგორც CERN-მა განცხადებაში აღწერა.