29 сентября, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Физики впервые обнаружили загадочные Х-частицы в «первобытном бульоне»

Таинственная частица, которая, как полагают, существовала какое-то время после большой взрыв В настоящее время он впервые обнаружен в «первичном бульоне».

В частности, в среде, называемой кварк-глюонной плазмой, она генерируется на Большом адронном коллайдере в результате столкновений ионов свинца. Там, среди триллионов частиц, образовавшихся в результате этих столкновений, физикам удалось вывести 100 странных насекомых, известных как Х-частицы.

«Это только начало истории», Физик Йен-Джи Ли говорит Из Массачусетского технологического института, международный член Сотрудничество с CMS Штаб-квартира находится в ЦЕРНе, Швейцария.

«Мы показали, что можем найти сигнал. В ближайшие несколько лет мы хотим использовать кварк-глюонную плазму для изучения внутренней структуры частицы X, что может изменить наше представление о том, какую материю должна производить Вселенная. «

Через несколько мгновений после Большого взрыва ранняя Вселенная не состояла из тех вещей, которые мы видим сегодня. Вместо этого на несколько миллионных долей секунды он был заполнен перегретой до триллионов градусов плазмой, состоящей из элементарных частиц, называемых кварками и глюонами. Это кварк-глюонная плазма.

За меньшее время, чем требуется для вспышки, плазма охлаждается и слипает частицы вместе, образуя протоны и нейтроны, из которых сегодня состоит обычная материя. Но за это очень короткое время частицы кварк-глюонной плазмы сталкиваются, слипаются, а затем снова распадаются на разные конфигурации.

Одна из таких конфигураций — очень загадочная частица, и мы даже не знаем, как она собирается. Это частица X, и ее слишком редко и ненадолго видели в коллайдерах частиц — слишком недолго, чтобы ее можно было исследовать.

Теоретически Х-частицы могут появиться в крошечных вспышках кварк-глюонной плазмы, которую физики уже несколько лет создают на ускорителях частиц. Это может дать больше шансов понять их.

READ  Увеличены кадры коронавируса для людей моложе 50 лет на фоне кампании по ускорению новой вакцины

Во время работы Большого адронного коллайдера в 2018 году положительно заряженные атомы свинца столкнулись друг с другом на высоких скоростях. Каждое из этих 13 миллиардов столкновений породило шквал из десятков тысяч частиц. Это огромный объем данных, которые необходимо изучить.

«Теоретически в плазме так много кварков и глюонов, что производство Х-частиц должно быть оптимизировано». скажите мне. «Но люди думали, что будет очень трудно найти его, потому что в этом творожном супе образуется много других частиц».

Хотя частицы X очень недолговечны, при распаде они производят поток частиц с меньшей массой. Чтобы упростить процесс анализа данных, команда разработала алгоритм для распознавания характерных закономерностей распада частиц X. Затем они ввели в свое программное обеспечение данные LHC за 2018 год.

Алгоритм идентифицировал сигнал в данном блоке о том, что в данных было около 100 частиц X. Это отличное начало.

«Это почти невероятно, что мы можем исключить эти 100 частиц из этого огромного набора данных». Он сказал мне.

На данный момент данных недостаточно, чтобы узнать больше о структуре частицы X, но открытие может приблизить нас. Теперь, когда мы знаем, как найти сигнатуру частицы X, вычесть ее из будущих наборов данных должно быть намного проще. Напротив, чем больше у нас данных, тем легче их понять.

Протоны и нейтроны состоят из трех кварков. Физики считают, что Х-частицы могут состоять из четырех — либо странной, тесно связанной частицы, известной как тетракварк, либо нового типа рыхлой частицы, состоящей из мезонов, каждая из которых содержит кварк. Если это первое, то, поскольку оно более компактное, оно будет разлагаться медленнее, чем второе.

«В настоящее время наши данные совместимы с обоими сценариями, потому что у нас пока недостаточно статистики. В ближайшие несколько лет мы будем собирать больше данных, чтобы мы могли разделить эти два сценария», скажите мне.

READ  Заболеваемость коронавирусом среди детей в Юте в сентябре ниже, чем ожидалось

«Это расширит наше представление о типах частиц, которые в изобилии производились в ранней Вселенной».

Поиск был опубликован в Письма о физическом обзоре.