אחרי עשרות שנים של התבוננות במתמטיקה מאחורי הדבק המחזיק את פנים החומר יחד, פיזיקאים מצאו חלקיק היפותטי מוזר, כזה שמעולם לא הופיע בשום ניסוי. הכדור מוזר מורכב מסידור פאנקי של שישה קווארקים בטעמים שונים.
מלבד היותה דמות נשמעת מגניבה, הסקס-קווק יכול בסופו של דבר להסביר את התעלומה המטורפת מתמיד של חומר אפל. ופיזיקאים גילו שאם יש לסקס-קוו מסה מסוימת, החלקיק יכול היה לחיות לנצח.
קוורקים של הטבע
כמעט כל מה שאתה יודע ואוהב עשוי מחלקיקים זעירים המכונים קווארקים. ישנם שישה מהם, בהינתן השמות, מסיבות חנון שונות, של למעלה, למטה, למעלה, למטה, מוזר וקסם. הזנים למעלה ולמטה הם הקלים שבחבורה, מה שהופך אותם ללא ספק לשכיחים ביותר. (בפיזיקת החלקיקים, ככל שאתה כבד יותר, כך יש סיכוי גדול יותר להתפרק לדברים קטנים יותר ויותר.)
הפרוטונים והנויטרונים בגופכם מורכבים משלושה של קווארקים; שני עליות ומטה יוצרים פרוטון, ושני ירידות ומעלה מייצרים נויטרון. אכן, בגלל האופי המסובך של הכוח החזק, הקווארקים נהנים מאוד להסתובב בקבוצות של שלוש, וזו גם ללא ספק התצורה הכי יציבה ונפוצה.
לעיתים בקרב קולטני החלקיקים אנו יוצרים חלקיקים שכל אחד מהם מורכב מזוג קווארקים; התאגידים הללו אינם יציבים ומתרסקים במהירות למשהו אחר. לפעמים, כשאנחנו משתדלים ממש, אנחנו יכולים להדביק חמישה קווארקים יחד ולגרום להם לשחק יפה זה עם זה - בקצרה - לפני שהם גם יתפרקו למשהו אחר.
ועד היום, אלה כל שילובי הקווארקים שהצלחנו לייצר.
עם זאת, יתכן שיש משהו זר יותר.
זיוף האלמנטים
לאחר עשרות שנים של התבוננות בפינות המתמטיות של הכוח הגרעיני החזק, פיזיקאים מצאו שילוב מוזר שעדיין לא הופיע בניסויים שלנו: סידור של שישה קווארקים, המורכב משני עליות, שתי ירידות ושני גדילים: הסקסקארק.
התיאוריות אינן מנבאות מסה לסקס-קוו; ערך זה יהיה תלוי בסידור ובאינטראקציה המדויקים של הקווארקים האינדיבידואליים בתוך החלקיק ההוא, ולכן זה על פי הפיזיקאים הניסויים להשתמש בזה. ובאשר ליציבות המין? החישובים מצביעים על כך שאם המסה שלו נופלת מתחת לסף מסוים, היא תהיה יציבה לחלוטין לנצח, כלומר היא לא תירסק אי פעם. ואם המסה מעט גדולה יותר מזה, אך עדיין מתחת לסף מסוים, החלקיק היה מתפורר, אך לאורך טווחי זמן כה ארוכים עד שהוא יכול להיות יציב לנצח.
אז אם זה יציב, מדוע מעולם לא ראינו את זה?
באופן מוזר, טווח ההמונים היציביים למין המגע נופל מתחת לסף של מה שניסויים רבים בפורצי פרכוסים יכולים ליצור; כלים אלה נועדו ללמוד חלקיקים נדירים הרבה יותר, כבדים הרבה יותר, הרבה יותר חולפים. במילים אחרות, הסקס-קווארק עשוי להתחבא באופק, פשוט טס מתחת לרדאר כל השנים.
אבל רוכבי החלקיקים אינם המקום היחיד להכין סיפורי סקס. הרגעים הראשונים של המפץ הגדול היו חממה תזזיתית של אנרגיות גרעיניות, עם טמפרטורות ולחצים גבוהים מספיק כדי לזייף הליום ומימן מתוך מרק קווארקים גולמי. וייתכן שזייף זה הציפה את הקוסמוס שלנו בסימני סקס, יחד עם כל הדמויות התת-אטומיות המוכרות יותר.
חישובים ראשוניים מצביעים על כך שאם הסקס-קווארק הוא דבר אמיתי בטווח ההמונים הנכון, הוא יכול היה להיות מופק בשפע מגוחך ביקום המוקדם. וזה יכול היה לשרוד את התופת הצעירה ההיא. לאמיתו של דבר, קיימות עדיין סימני סקס, לא באמת מתקשרים עם שום דבר, לא ממש מתנשלים לשום דבר אחר - רק קיימים, ויוצרים משיכות כבידה נוספות בכל מקום שהם אוספים, בגלל המסה שלהם.
חלקיק בלתי נראה שמציף את היקום ומתקשר רק באמצעות כוח המשיכה? בינגו. זה עניין אפל.
אור בחושך
על מנת שהסקס-קווק ירכיב חומר אפל, הוא צריך להתקיים בפועל. זה כרגע נושא לוויכוח, מכיוון שהאובייקט מעולם לא אותר בניסוי של מפצל חלקיקים. אבל כמו שראינו קודם, המסה הקלה יחסית של המין עשויה להיות משמעותה שהיא הצליחה לחמוק מבלי לשים לב, פשוט מכיוון שלא חיפשנו את זה.
אבל זה מתחיל להשתנות. גלאי הבאר במעבדת המאיץ הלאומי של SLAC בקליפורניה ממש טוב בייצור המון שילובים של קווארקים, כולל כמה כבד באמת שמתפרק לדוקר וסידורים סבירים יותר. על BaBar לייצר גם יבול פגוש של סקסאקים, אם הם קיימים.
במאמר שפורסם ב -2 בינואר למאגר arXiv דווח על התוצאה האחרונה: אין שום סימן לסקסקווארק. אולם ממצא זה בטוח ברמת אמון של 90% בלבד. המשמעות היא שאם השילובים הקווארקים המאסיביים והפחות יציבים אכן מתפרקים לסגולות מין יציבות, הם עושים זאת לעיתים רחוקות מאוד, בשיעור של דעיכה אחת בלבד מכל 10 מיליון.
האם זה פוסל את המועדון כמועמד של עניין אפל? לא בדיוק. יכול להיות שתנאי היקום המוקדם אפשרו ליצור מספיק סימני מין כדי שיוכלו להסביר את כמות החומר האפל שאנו מעריכים שהוא ביקום. אך התוצאה החדשה אכן הופכת אתגרה להשתמש בסקס-קווארק כדי להסביר חומר אפל.
נסה נחמדה, סקסוואק, אבל בלי סיגר - לפחות, עדיין לא.
פול מ. סוטר הוא אסטרופיסיקאי בשמש סטוני ברוק ומכון פלטירון, מארח שלתשאל איש חלל ורדיו שטח, ומחברמקומך ביקום.
