Кіріспе
Гипотетикалық бөлшек
Лептокварктар – кварктар мен лептондармен өзара әрекеттесетін гипотетикалық бөлшектер. Лептокварктар – лептондар мен бариондық сандарды бірге алып жүретін түстік үштік бозондар. Олардың спин, (бөлшек) электр заряды және әлсіз изоспин сияқты басқа кванттық сандары модельдерге қарай өзгереді. Лептокварктар Стандартты модельдің түрлі кеңейтулерінде кездеседі, мысалы, техноколор теориялары, кварк-лептон бірігу теориялары (мысалы, Пати-Салам моделі) немесе SU(5), SO(10), E6 негізіндегі GUT теориялары. Қазіргі уақытта лептокварктар CERN-дегі Ұлы адрондық коллайдердегі ATLAS және CMS эксперименттерінде іздестірілуде. 2021 жылдың наурызында лептокварктардың болуы мүмкін екенін көрсететін бірнеше хабарламалар пайда болды, бұл төменгі кварктардың электронға немесе мюонға ыдырауындағы күтпеген айырмашылыққа байланысты болды. Бұл өлшем 3,1σ статистикалық маңыздылықпен жүргізілді, бұл әдетте жаңалық деп есептелетін 5σ деңгейінен төмен.
Leptoquarks are hypothetical particles that would interact with quarks and leptons. Leptoquarks are color triplet bosons that carry both lepton and baryon numbers. Their other quantum numbers, like spin, (fractional) electric charge and weak isospin vary among models. Leptoquarks are encountered in various extensions of the Standard Model, such as technicolor theories, theories of quark–lepton unification (e. g., Pati–Salam model), or GUTs based on SU(5), SO(10), E6, etc. Leptoquarks are currently searched for in experiments ATLAS and CMS at the Large Hadron Collider in CERN. In March 2021, there were some reports to hint at the possible existence of leptoquarks as an unexpected difference in how bottom quarks decay to create electrons or muons. The measurement has been made at a statistical significance of 3.1σ, which is well below the 5σ level that is usually considered a discovery.
Шолу
Егер лептокварктар болса, олар қазіргі кезде белгілі барлық элементар бөлшектерден ауыр болуы керек, әйтпесе олар бұрыннан табылар еді. Қазіргі эксперименттік мәліметтер бойынша лептокварк массасының ең төменгі шегі (олардың түріне байланысты) шамамен 1 (яғни, протон массасының 1000 есесі). Анықтама бойынша, лептокварктар кварк пен лептонға немесе антилептонға тікелей ыдырайды. Басқа көптеген элементар бөлшектер сияқты, олар өте қысқа ғана уақыт өмір сүреді және кәдімгі материяда кездеспейді. Дегенмен, олар жоғары энергиялы бөлшектердің соқтығысуы кезінде, мысалы, бөлшектердің үдеткіштерінде немесе ғарыштық сәулелердің Жер атмосферасына түсуінен пайда болуы мүмкін. Кварктар сияқты, лептокварктар да түс зарядын тасымалдауы керек, сондықтан олар глюондармен де өзара әрекеттеседі. Олардың осы күшті өзара әрекеттесуі адрондық коллайдерлерде (Теватрон немесе LHC сияқты) оларды өндіру үшін маңызды.
Лептокварктар мен протондық ыдырау
Таза лептокварктардың болуы бариондық санның сақталуын бұзбайды. Дегенмен, кейбір теориялар лептокварктардың дикваркпен өзара әрекеттесу нүктесіне ие болуына мүмкіндік береді (немесе талап етеді). Мысалы, Q = 2/3 заряды бар лептокварк екі төмен типті антикваркқа ыдырай алады. Мұндай лептокварк-дикварктардың болуы протондардың ыдырауына әкеледі. Протонның өмір сүру ұзақтығына қатысты қолданыстағы шектеулер осы лептокварк-дикварктардың бар екенін зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл өрістер біріктірілген теорияларда пайда болады; мысалы, Георгий-Глашоудың SU(5) моделінде олар X және Y бозондары деп аталады.