Hypotetisk partikkelkalender: 15. desember – R-hadroner

Hvilke partikler finnes i naturen? Vi vet om en hel del – men vi vet også at det må være flere igjen å finne. [Bilde: http://www.particlezoo.net]

R-hadroner – riktig supre klumper?

Vi vet i dag omtrent hvilke partikler naturen består av. Samtidig er det mange mysterier igjen å forstå, og flere av dem antyder at det finnes enda flere partikler der ute enn de vi har oppdaget hittil. Men hvilke? Hva slags egenskaper må de ha, hvordan kan de lages, og ikke minst hvordan kan de eventuelt oppdages? I den stille adventstid gir kollokvium deg en hypotetisk partikkel hver dag, og ser fremover mot de store oppdagelsene fysikere kan håpe å gjøre i årene som kommer.

Vi har i flere dager snakket om supersymmetri – SUSY – ideen om at det kan finnes en ekstra superpartikkel for hver eneste partikkel vi allerede kjenner. En av motivasjonene for SUSY er at vi trenger en partikkel som mørk materie kan bestå av. Hvordan gjør SUSY det? Jo, ved å anta at, akkurat som energi er bevart i naturen, så finnes det en type «superhet» som er bevart for partikler. Vanlige partikler har ingen slik «superhet», mens SUSY-partikler har. Når vi eventuelt lager superpartikler i et eksperiment, så må de lages i par – en med positiv «superhet» og en med negativ «superhet» slik at summen blir null.

Tunge partikler liker å henfalle til lettere partikler – men hva gjør en tung superpartikkel når den vil henfalle? Så lenge det finnes lettere superpartikler å henfalle til er alt greit, men hva hvis den alt er den letteste som finnes? Da kan den faktsk ikke henfalle videre, siden dette vil være et brudd på bevaring av «superhet». Denne Letteste Supersymmetriske Partikkelen – kalt LSP´en – er stabil og tung, og dermed en kandidat til å være mørk materie.

«Superhet» kalles på fagspråket R-partitet. Superpartikler har +1 eller -1 i R-paritet, mens vanlige partikler har 0.

Ja, jeg korrekturleste både MSc- og PhD-avhandlingen min NØYE for å sørge for at ikke r og d hadde byttet plass i det ordet... Teit humor, men fy så mye teitere hvis det faktisk blir feil på trykk...

Ja, jeg korrekturleste både MSc- og PhD-avhandlingen min NØYE for å sørge for at ikke r og d hadde byttet plass i det ordet… Teit humor, men fy så mye teitere hvis det faktisk blir feil på trykk…

Blant alle superpartiklene finnes det superkvarker – skvarker – som har både R-paritet og fargeladning, det vil si at de merker den sterke kjernekraften. Dermed kan de i prinsippet møte vanlige kvarker og danne partikler sammen med dem, slik protoner og nøytroner er satt sammen av kvarker. Partikler laget av kvarker kalles med en samlebetegnelse hadroner, så disse spesielle blir dermed kalt R-hadroner.

Forutsetningen for at de skal finnes er at en eller flere av skvarkene lever lenge nok etter at de er dannet til å rekke å møte og slå seg sammen med andre kvarker. Og at den nye sammensatte partikkelen – R-hadronet – lever lenge nok til at vi kan oppdage den i et eksperiment som for eksempel ATLAS eller CMS på CERN.

Går det an? Hvem vet… Men hvis det oppdages et R-hadron så har man med ett trylleslag oppdaget ikke bare selve partikkelen men også supersymmetri, skvarker og nye egenskaper ved den sterke kjernekraften. Jackpot. Verdt å jobbe for det, selv om det kanskje er usannsynlig?

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s