3-čią kartą pasikartojanti LHC anomalija ir „kas per velniava“ darosi su elektronais? Tai būtų naujas perversmas dalelių fizikoje

Tačiau yra ir alternatyvių paaiškinimų, kuriuose dalyvauja dalelės, pernešančios egzotiškas naujas sąveikas. Dar blogiau, amžiaus pradžioje Vokietijoje, HERA greitintuve vykdyta leptokvarkų paieška buvo nevaisinga.

Tai neatmeta jų galimybės visiškai, nes HERA veikė tik tam tikra energija. Bet kai kurie fizikai mano, kad dar neatrastų dalelių sudėties svarstymai nėra rimtas užsiėmimas. „Man tai atrodo spekuliacija apie spekuliaciją,“ sako Ellis.

Kitiems ši spekuliacija atrodo vertinga. „Kompozitiškumas – labai patraukli idėja,“ sako André de Gouvêa, fizikos teoretikas iš Šiaurės Vakarų universiteto Ilinojuje. „Manau, visada pernelyg drąsu teigti, kad nustatėme griežtai fundamentalius statybinius gamtos blokus, net jei tai patvirtina visi surinkti įrodymai.“

De Gouvêa daro aliuziją į galimybę, kad ir leptonai gali būti sudėtinės dalelės. Sudėtiniai leptokvarkai patys savaime nereiškia, kad ir leptonai tokie, bet pradėjus, galima sugalvoti įvairių scenarijų. Pagal vieną, vadinamą dalinio kompozitiškumo, krūvį turintys leptonai – elektronai, miuonai ir tau – yra sudėtiniai. Tai reiškia, kad elektros laidais zvimbiantys elektronai daug sudėtingesni, nei manėme. O jų sudėtinės dalys visai galėtų jungtis ir kitokia tvarka. „Tai gali reikšti, kad visi leptonai, kuriuos matome, turi sunkesnius partnerius, kuriuos irgi turėtų būti įmanoma atrasti,“ sako Gripaios.

Pagal šį scenarijų, aptakus atsakymas į klausimą „kodėl yra trys krūvį turintys leptonai?“ būtų paprastas: jų nėra. Bet toks atsakymas nelabai guodžia. Tačiau Gripaios mano, kad leptokvarkai suteikia naują būdą mąstyti apie skonių fiziką ir gali pateikti naujoviškus būdus spręsti jų mįsles. „Tai atvertų visiškai naują langą, per kurį galėtume tyrinėti tokius klausimus, tiek teoriškai, tiek eksperimentiškai,“ sako jis.

Dabar fundamentaliomis laikomų dalelių kompozitiškumo tiesioginis eksperimentinis patvirtinimas turėtų toli nuvilnijančias pasekmes. Pavyzdžiui, jei elektronas yra sudėtinis, jį turėtų laikyti nepaprastai stipri nežinoma sąveika. Visuose ligšioliniuose eksperimentuose, kad ir kokios didelės energijos, elektronai elgėsi kaip bemačiai taškai. Tad, viltys sudaužyti juos gali būti bergždžios.

Vos lengviau gali būti eksperimentiškai įrodyti kito laikomo fundamentaliu leptono kompozitiškumą: neutrino. Jau yra ženklų, kad šios vaiduokliškos, itin nenoriai su materija reaguojančios dalelės gali būti daugiau nei trijų skonių.

Standartinis modelis prognozuoja, kad neutrinai masės neturi, tačiau žinome, kad taip nėra. Dešimtajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje Super-Kamiokande detektorius Japonijoje stebėtas jų kitimas iš vieno skonio į kitą, o remiantis kvantų mechanika, norint atlikti tokius fokusus, reikia turėti nors pačią mažiausią masę. Populiariausias to paaiškinimas yra vadinasmasis sūpynių mechanizmas, pagal kurį visi trys neutrinai turi po masyvesnį partnerį.

Jų užfiksavimas pridėtų svorio ir Gripaioso idėjoms. Bet nors ir yra pagrindo manyti, kad sunkieji neutrinai gali egzistuoti, juos aptikti vis viena būtų neįtikėtinas iššūkis. Jeigu jie egzistuoja, jų masė turėtų būti bent jau 45 milijardus kartų didesnė už mums pažįstamų neutrinų.

Prieš imantis tokio vargo, veikiausiai vertėtų iš pradžių patikrinti pačius leptokvarkus, pabandžius juos sukurti tiesiogiai. Jeigu jie nėra sudėtiniai, šiuo metu tokios masės sukurti negalėtume, bet tai turėtų būti įgyvendinama didesniame, geresniame ateities dalelių greitintuve. Tačiau prognozuojama kompozitinio leptokvarko masės yra mažesnė nei 1 TeV, tad turėtų būti įmanoma jį sukurti ir LHC, sako Gripaios.

Ir net prieš tai dar turėtume patikrinti, ar tie netiesioginiai užfiksavimai LHCb ekperimente yra tikri. Bent jau to ilgai laukti nereikės. Aptikti jo pėdsakus galėtume antro LHC paleidimo duomenų analizėje, kuri turėtų pasirodyti 2018 metų pavasarį. „Tuomet sužinosime, ar tai tikrai naujos fizikos ženklai,“ sako Baueris.“