Bu gryn gynnwrf ym myd ymchwil y gronynnau elfennol ar ol i ddwy arbrawf, ZEUS ac H1 yn yr Almaen ganfod digwyddiadau y tu allan i'r disgwyl. Un o arweinwyr ZEUS yw'r Athro Tegid Wyn Jones sydd yn bennaeth adran ymchwil y gronynnau elfennol yng Ngholeg y Brif Ysgol Llundain (UCL). Hefyd mae oleiaf un Cymro Cymraeg arall ynglwm ar darganfyddiad sef Robert Griffiths o Aberystwyth sydd yn fyfyriwr ymchwil yn QMW ac yn gweithio ar arbrawf H1.
Mae arbrofion ZEUS ac H1 mewn dwy safle o gwmpas y cyflymiadur enfawr a elwir HERA ger Hamburg. Mae HERA yn cyflymu electronnau a phrotonnau i wrthdaro beb ben a'u gilydd. O fewn y proton mae tri cwarc ac mae'r electronnau yn gwrthdaro ac yn cael eu gwasgaru gan un o'r cwarciau unigol yn hytrach na'r proton cyflawn. Mae'r egnion mor fawr fel bod adeiladwaith natur yn cael eu harchwilio hyd at ganfed rhan o faint y proton.
Pam yr holl gynnwrf? Yn ystod y chwarter canrif diwethaf darganfuwyd fod yna dair cenhedlaeth o ronynnau mater gwir elfennol. Yn y genhedlaeth gyntaf ceir yr electron cyfarwydd a'i niwtrino llai cyfarwydd, a dau fath o cwarc a gynhwysir bob yn dri i wneud y proton a'r niwtron cyfarwydd. Am resymau sy'n dal i fod yn gwbl ddirgel mae dwy genhedlaeth ychwanegol a thrymach yn bodoli. Mae'r gronynnau mater yma yn fermionig - h.y. ym myd dirgel y cwantwm maent yn troelli mewn dau gyfeiriad yn unig, i fyny neu ar i lawr!
Dylanwadir ar y gronynnau mater yma gan dri grym sef y grym gwan (yr un grym sy'n achosi yr ymddatodiad beta), y grym trydannol, a'r grym cryf sy'n adweithio yn unig gyda'r cwarciau ac yn eu clymu y tu fewn i'r proton neu'r niwtron. (Nid oes gan disgyrchiant sef y grym gwannaf o'r cwbl ddylanwad uniongyrchol beth bynnag ym myd y gronynnau elfennol). Cludir dylanwad y grymoedd yma gan ronynnau bosonig - h.y. maent yn troelli mewn un o dri cyfeiriad, i fyny, ar draws neu ar i lawr! (Dirgelwch ydyw hyn o'r byd cwantaidd nid byd y groynnau elfennol).
Mae'r cwestiwn yn codi felly pam fod gronynnau elfennol mater yn fermionig a pham fod y gronynnau cludo yn bosonig. Buasai'r Bydysawd yn fwy cymesur be byddai gronynnau mater bosonig a gronynnau cludo fermionig yn bodoli.
Yn yr arbrofion yn yr Almaen mae electronnau yn cael eu gwasgaru gan y cwarciau ac mae offer digon i lenwi Eglwys Gadeiriol wedi ei adeiladu i ganfod a mesur cynyrch yr adwaith. Fel bo ongl gwasgariad yr electron yn cynyddu mae tebygolrwydd yr adwaith yn syrthio yn ol y dealltwriaeth safonnol fel carreg! Ond canfuwyd tua deg o ddigwyddiadau y tu draw i'r digwyliad safonnol. Mae nifer y digwyddiadau yn ychydig ac mae eu hegnion (dros ddau can gwaith pwsyau'r proton) a'r gyrrion eithaf gallu yr offer i'w fesur. Bydd rhaid darganfod mwy ohonynt yn y deuddeg mis nesaf i gadarnhau eu bodolaeth ac i sicrhau eu natur.
Efallai mai dyma'r engraifft gyntaf o ronynnau arch gymesur. Os yn wir,ac mae llawer i'w wneud cyn bo sicrwydd, fe ddatgelir mwy o gynghannedd y Bydysawd ac efallai eglurhad i'r mater tywyll sy'dd ynddo.