Odderon: deeltje dat eigenlijk niet bestaat, ontdekt

Een proton of neutron bestaat uit drie quarks, die gluonen uitwisselen. Hun kleurlading is samen nul. Zonder de quarks krijg je een bizar deeltje: het odderon.

Wat is een odderon?

De sterke kernkracht, de sterkste natuurkracht die we kennen, werkt op quarks. Quarks wisselen gluonen uit en veranderen zo voortdurend van “kleur”. De ingewikkelde interacties tussen quarks en gluonen ouden protonen en neutronen bij elkaar. Zonder de sterke kernkracht,zouden protonen en neutronen – en wij dus,want materie bestaat uit protonen, neutronen en elektronen, uit elkaar vallen.

Nu is de grap,dat de krachtvoerende deeltjes van de sterke kernkracht, de gluonen, ook met elkaar wisselwerken. Dit maakt bnerekeningen aan protonen en neutronen zo ingewikkeld, dat er een supercomputer nodig is om alle interacties te berekenen in een proton. Dus in theorie was het mogelijk dat er een deeltje zou bestaan dat uit drie gluonen bestaat. Een rood-groen gluon, een groen-blauw gluon en een blauw-rood gluon. Dit deeltje werd door de voorspellers een “odderon” genoemd, naar het Engelse odd, vreemd, oneven of eigenaardig.

Bestaan odderons?

Deeltjesfysici noemen deeltjes die extreem kort bestaan zoals het odderon, geen deeltjes maar resonanties. Toch bestaat het odderon lang genoeg om het gedrag van botsende protonen te beïnvloeden. Dit effect is nu vastgesteld. Een team van honderden natuurkundigen combineerde slim oude waarnemingen uit het Tevatron en recente waarnemingen van de D0- en TOTEM-experimenten van het CERN en slaagde er zo in, aan te tonen dat het odderon daadwerkelijk bestaat, met een betrouwbaarheid van vijf sigma. Dat wil zeggen dat de kans kleiner dan 1 op het miljoen is dat deze waarnemingen op toeval berusten. Hiermee is aangetoond dat odderons, de bizarre verstrengeling van drie gluons, bestaan. En hiermee is de voorspelling uit 1973 door de natuurkundigen L. Lukaszuk and B. Nicolescu bevestigd.

Bronnen

1. Odd discovery of the Odderon, MATE universiteit Hongarije, 2021
2. T. CsörgÅ‘, Evidence of Odderon-exchange from scaling properties of elastic scattering at TeV energies, The European Physical Journal C volume 81, Article number: 180 (2021)