החיפוש מצמצם אחר צורה מסתורית של חומר שנבאה מתורת היחסות המיוחדת של אינשטיין. לאחר יותר מעשור של מבט, מדענים ממפץ החלקיקים הגדול בעולם מאמינים שהם על סף מציאתו.
אולם החוקרים לא מחפשים את מעי החלקיקים המתפוצצים יחד במהירות כמעט כמעט.
במקום זאת, פיזיקאים ב"קדרון הגדול הדרון "(LHC), טבעת של 17 ק"מ (27 ק"מ) הקבורים מתחת לאדמה ליד הגבול בין צרפת לשוויץ, מחפשים את החומר החסר, המכונה זכוכית צבעונית מעובה, על ידי מחקר מה קורה כאשר חלקיקים אל תתנגשו, אלא במקום זאת התקרבו זה לזה בהחמצות כמעט.
במודל הסטנדרטי של הפיזיקה, התיאוריה המתארת את גן החיות של חלקיקים תת-אטומיים, 98% מהחומר הגלוי ביקום מוחזק יחד על ידי חלקיקים יסודיים הנקראים גלונים. החלקיקים האמורים בכינוי זה אחראים לכוח המדבק יחד קווארקים ליצירת פרוטונים ונויטרונים. כאשר מואצים פרוטונים לקרוב למהירות האור, מתרחשת תופעה מוזרה: ריכוז הגלונים בתוכם מסתתרים.
בהצהרה אמר דניאל טאפיה טאקי, פרופסור חבר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת קנזס, "במקרים אלה, גלונים התפלגו לזוגות של גלונים בעלי אנרגיות נמוכות יותר. גלונים כאלה התפצלו לאחר מכן, וכן הלאה. "בשלב מסוים פיצול הגלואונים בתוך הפרוטון מגיע לגבול בו הכפלה של גלואונים מפסיקה להתגבר. מצב כזה ידוע בשם זכוכית העיבוי הצבעונית, שלב היפותז של חומר שנחשב להתקיים מאוד גבוה- פרוטונים אנרגטיים וגם בגרעינים כבדים. "
על פי המעבדה הלאומית של ברוקבן, העיבוי יכול להסביר תעלומות רבות של פיסיקה לא פתורות, למשל כיצד נוצרים חלקיקים בהתנגשויות באנרגיה גבוהה, או כיצד חומר מופץ בתוך חלקיקים. עם זאת, אישור קיומה חמק מדענים מזה עשרות שנים. אבל בשנת 2000, פיזיקאים ב"קולידר יונים "היפה של ברוקאבן מצאו את הסימנים הראשונים לכך שעיבוי זכוכית צבעונית יכול להתקיים.
כאשר המעבדה ריסקה יחד אטומי זהב שהופשטו מהאלקטרונים שלהם, הם מצאו איתות מוזר בחלקיקים הזורמים מההתנגשויות, ורמזו כי הפרוטונים של האטומים היו ארוזים ברימוסים עם גלונים ומתחילים ליצור את זכוכית העיבוי בצבע. תוצאות ניסויים נוספים עם התנגשות של יונים כבדים ב- LHC קיבלו תוצאות דומות. עם זאת, התנגשות של פרוטונים יחד במהירות יחסית יחסית יכולה לתת הצצה חולפת על פנימיות הפרוטונים לפני שהחלקיקים התת-אטומיים מתפוצצים באלימות. בדיקת פנים של פרוטונים נוקטת בגישה עדינה יותר.
כאשר חלקיקים טעונים, כמו פרוטונים, מואצים למהירויות גבוהות, הם יוצרים שדות אלקטרומגנטיים חזקים ומשחררים אנרגיה בצורה של פוטונים, או חלקיקי אור. (בזכות אופיו הכפול של האור, זה גם גל.) דליפות אנרגיה אלה הודחו בעבר כתופעת לוואי לא רצויה של מאיצי החלקיקים, אך הפיזיקאים למדו דרכים חדשות להשתמש בפוטונים האנרגיה העליונה הללו לטובתם.
אם פרוטונים מוצאים עצמם עוברים זה בזה במאיץ, סערת הפוטונים שהם משחררים עלולה לגרום להתנגשויות פרוטון-על-פוטון. התנגשויות אולטרה פריפריאליות אלה מהוות את המפתח להבנת פעולתן הפנימית של פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה.
בהצהרה אמרה טפיה טאקי, "כשגל אור בעל אנרגיה גבוהה פוגע בפרוטון, הוא מייצר חלקיקים - כל מיני חלקיקים - מבלי לשבור את הפרוטון. "החלקיקים האלה מוקלטים על ידי הגלאי שלנו ומאפשרים לנו לשחזר תמונה באיכות גבוהה חסרת תקדים של מה שיש בפנים."
Tapia Takaki ושיתוף פעולה בינלאומי של מדענים משתמשים כעת בשיטה זו כדי לאתר את עיבוי הזכוכית הצבעונית החמקמקה. החוקרים פרסמו את תוצאות המחקר המוקדמות שלהם בגיליון אוגוסט של כתב העת European Physical Journal C. לראשונה הצליח הצוות למדוד בעקיפין את צפיפות הגלונים בארבע רמות אנרגיה שונות. ברמה הגבוהה ביותר הם מצאו ראיות לכך שעיבוי זכוכית צבעוני רק התחיל להיווצר.
התוצאות הניסויי "... מאוד מרגשות, ומספקות מידע חדש על הדינמיקה של הגלון בפרוטון. יש הרבה שאלות תיאורטיות שלא נענו", ויקטור גונקאלבס, פרופסור לפיזיקה באוניברסיטה הפדרלית בפלוטה בברזיל אחד מחברי המחקר, אמר בהצהרה.
לעת עתה, קיומו של עיבוי זכוכית צבעונית נותר בגדר תעלומה חמקמקה.
