21 мая, 2022

zhukvesti

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

Физики наблюдали за редкой частицей X-типа с момента зарождения Вселенной

Сине-серая трубка с ускоренными протонами в туннеле ЦЕРНа в Швейцарии.

Прохождение Большого адронного коллайдера в ЦЕРН, Швейцария, февраль 2020 года.
Фото: ВАЛЕНТЕН ФЛОРО / AFP (Гетти Изображений)

Исследователи Большого адронного коллайдера Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Швейцарии недавно обнаружили Редкая исчезающая частица, которая, по их мнению, существовала в ранней Вселенной. Частица, которую в настоящее время называют частицей X, потому что никто точно не знает, что это такое, возникла в результате столкновения миллиардов тяжелых ионов внутри знаменитого ускорителя частиц.

Команда CMS Collaboration, которая собирает данные из сжатого файла Muon Solenoid БАК, столкнула атомы тяжелого свинца вместе при температуре около 5,5 триллиона градусов по Цельсию (9,9 триллиона градусов по Фаренгейту). Результаты команды опубликовано В физических обзорных письмах.

Физики предполагают, что в первые моменты существования Вселенной после Большого взрыва материя представляла собой плазму субатомных кварков и глюонов, смешанных в перегретый суп. (Только когда плазма остыла через несколько микросекунд после Большого взрыва, сформировались знакомые протоны и нейтроны, открыв путь для более массивных форм материи.) Но до того, как материя остыла, некоторые из этих кварков и глюонов столкнулись, образовав более загадочные частицы, которые физики называют X частицами.

Частицы Х сегодня редки, потому что Вселенная не слишком плотная и не слишком горячая, но, как Кришна Раджагопал, физик частиц из Массачусетского технологического института, не связанный с последними исследованиями, Он сказал в 2010 году: «Если вас интересуют свойства вселенной микросекундной давности, лучший способ ее изучения — не строить телескоп, а скорее строить ускоритель».

Команде удалось идентифицировать 100 X частиц определенной массы, называемой X (3872), которые существовали примерно одну шестимиллионную долю секунды, прежде чем распасться. X (3872) найден впервые в 2003 году от приятное сотрудничество Путем поиска выпуклостей, когда исследователи обнаруживают неожиданное количество массы или энергии в своей системе.

«X (3872) — экзотическое животное», — сказал Патрик Коппенбург, физик из Нидерландского национального института субатомной физики и член команды LHCb в ЦЕРН, в электронном письме Gizmodo. «Я был в Белле, когда ее обнаружили, и я помню, как мы смотрели на маленькую шишку, не понимая, что происходит».

На размытом изображении виден цилиндрический магнит, используемый в центральной части Большого адронного коллайдера.

Магнитный сердечник малого магнита Muon Solenoid Большого адронного коллайдера в марте 2007 г.
Фото: Фабрис Кофферини/AFP (Гетти Изображений)

В прошлом году команда Коппенберга на LHCb открыла новый тип тетракварка. Как и X (3872), этот тетракварк имел временное время жизни — возможно, немногим более одной пятой миллионной секунды. Хотя на Большом адронном коллайдере появляются и исчезают и другие экзотические частицы, X (3872) является первой частицей X, обнаруженной в генерируемой там кварк-глюонной плазме.

Команда, стоящая за новым исследованием, смогла смоделировать условия ранней Вселенной, ускорив 13 миллиардов ионов. Когда частицы сталкивались, они производили тысячи короткоживущих заряженных частиц. Инь Джи Ли, Возможно, в недавних данных есть и другие частицы X, но у исследователей не было хорошего способа выделить их из фонового шума, сказал Gizmodo физик Массачусетского технологического института и соавтор нового исследования.

«Первый тяжелый подъем в «Заезде 3» начнется в конце этого года, и мы надеемся собрать больше данных о крупных столкновениях в заезде 3 и 4», — написал Ли в электронном письме. «С гораздо большим набором данных мы сможем количественно оценить оптимизацию производства X в творожном супе и получить больше информации о его внутренней структуре».

Личность X (3872) остается неопределенной. Команда считает, что эта частица может быть разновидностью слабо связанных мезонных частиц (две субатомные частицы, называемые Мезоны связаны с сильным взаимодействием) или тетракварками, типом адрона, состоящего из четырех упакованных вместе кварков. «До сих пор мезонные частицы окончательно не наблюдались, и X (3872) — хороший кандидат», — сказал Цзин Ван, физик из Массачусетского технологического института, руководивший анализом новых данных.И В электронном письме Gizmodo. «Если X (3872) окажется мезонной частицей, мы покажем, что в ранней Вселенной должны были существовать различные типы мезонных частиц в дополнение к обычным адронам».

««Чем больше я смотрел на данные, тем больше убеждался, что X — это суперпозиция молекулы и состояния чармония», — сказал Коппенберг. Описание идеи Как указано в оверлее: «Наш разум не может представить эти вещи… В квантовой механике нет таких вещей, как то или это. Если вы не можете различить две вещи, тогда истина должна быть одновременно».

Возможно, предстоящие запуски БАК окончательно раскроют личность X (3872). Конечно, тогда будет У него есть настоящее имя, и он больше не будет считаться частицей X.

Подробнее: Физики CERN обнаружили множество новых инопланетных частиц

READ  Команда предлагает наношоколад как новый способ хранения водорода