Niedawno odkryli naukowcy z Wielkiego Zderzacza Hadronów Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii Rzadka, zanikająca cząsteczka, o której wierzą, że istniała we wczesnym wszechświecie. Cząstka – obecnie nazywana cząstką X, ponieważ nikt nie wie dokładnie, czym ona jest – powstała w wyniku zderzenia miliardów ciężkich jonów w słynnym akceleratorze cząstek.
Zespół z CMS Collaboration, który zbiera dane ze skompresowanego pliku Muon Solenoid LHC, rozbił razem ciężkie atomy ołowiu w temperaturach około 5,5 biliona stopni Celsjusza (9,9 biliona stopni Fahrenheita). Wyniki zespołu opublikowany W fizycznych pismach kontrolnych.
Fizycy stawiają hipotezę, że we wczesnych chwilach Wszechświata po Wielkim Wybuchu materia była plazmą subatomowych kwarków i gluonów stłoczonych razem w przegrzanej zupie. (Dopiero gdy plazma ochłodziła się kilka mikrosekund po Wielkim Wybuchu, uformowały się znane protony i neutrony, torując drogę masywniejszym formom materii.) Ale zanim materia ostygnie, zderzają się niektóre z tych kwarków i gluonów, tworząc bardziej tajemnicze cząstki, które fizycy nazywają cząstki X.
Cząsteczki X są dziś rzadkością, ponieważ wszechświat nie jest ani zbyt gęsty, ani zbyt gorący, ale podobnie jak Kryszna Rajagopal, fizyk cząstek z MIT, niezwiązany z najnowszymi badaniami, Powiedział w 2010 roku: „Jeśli interesujesz się właściwościami mikrosekundowego wszechświata, najlepszym sposobem na jego badanie nie jest zbudowanie teleskopu, ale raczej zbudowanie akceleratora.”
Zespół był w stanie zidentyfikować 100 cząstek X o określonej masie, zwanych X (3872), które przetrwały około jednej sześciomilionowej sekundy przed rozpadem. X (3872) został znaleziony po raz pierwszy w 2003 za pomocą miła współpraca Szukając wybojów, kiedy naukowcy identyfikują nieoczekiwaną ilość masy lub energii w swoim systemie.
„X (3872) to egzotyczne zwierzę”, powiedział Patrick Koppenburg, fizyk z Holenderskiego Narodowego Instytutu Fizyki Subatomowej i członek zespołu LHCb w CERN, w e-mailu do Gizmodo. „Byłem w Belle, kiedy to odkryto, i pamiętam, że patrzyliśmy na mały guzek, nie rozumiejąc, co się dzieje”.
W zeszłym roku zespół Koppenberga w LHCb odkrył nowy typ tetrakwarku. Podobnie jak X (3872), ten tetrakwark miał krótkotrwałe życie — być może nieco ponad jedną piątą milionowej części sekundy. Chociaż w LHC pojawiają się i znikają inne egzotyczne cząstki, X (3872) jest pierwszą cząstką X wykrytą w generowanej tam plazmie kwarkowo-gluonowej.
Zespół odpowiedzialny za nowe badania był w stanie symulować warunki we wczesnym Wszechświecie, przyspieszając 13 miliardów jonów. Kiedy cząstki zderzyły się, wytworzyły tysiące krótkożyjących cząstek naładowanych. Yin Ji Lee, a Możliwe, że w ostatnich danych są inne cząstki X, ale naukowcy nie mieli dobrego sposobu, aby wydobyć je z szumu tła, powiedział Gizmodo fizyk z MIT i współautor nowych badań.
Lee napisał w e-mailu: „Pierwsza duża moc w „Przebiegu 3” rozpoczyna się pod koniec tego roku i mamy nadzieję zebrać więcej danych z głównych kolizji w Przebiegu 3 i Przebiegu 4. Mając znacznie większy zestaw danych, możemy będzie w stanie określić, jak bardzo można poprawić produkcję X w zupie twarogowej i uzyskać lepszy wgląd w jej wewnętrzną strukturę”.
Tożsamość X (3872) pozostaje niepewna. Zespół uważa, że cząsteczka może być rodzajem luźno związanej cząstki mezonowej (dwie cząstki subatomowe zwane Mezony są spokrewnione z oddziaływaniem silnym) lub tetrakwarkami, rodzajem hadronów zbudowanych z czterech upakowanych razem kwarków. „Do tej pory cząstki mezonowe nie zostały ostatecznie zaobserwowane, a X (3872) jest dobrym kandydatem” – powiedział Jing Wang, fizyk z MIT, który kierował analizą nowych danych.i W e-mailu do Gizmodo. „Jeśli X (3872) okaże się cząstką mezonową, pokazujemy, że we wczesnym wszechświecie oprócz zwykłych hadronów musiały istnieć różne typy cząstek mezonowych”.
„„Im dłużej przyglądałem się danym, tym bardziej byłem przekonany, że X jest superpozycją cząsteczki i stanu Charmonium” – powiedział Koppenberg. Opis pomysłu Jak wskazuje nakładka: „Nasz umysł nie potrafi reprezentować tych rzeczy. … W mechanice kwantowej nie ma czegoś takiego jak to lub tamto. Jeśli nie możesz odróżnić dwóch rzeczy, to prawda musi być jednocześnie. „
Być może nadchodzące przebiegi LHC w końcu rozwiążą tożsamość X (3872). Oczywiście wtedy będzie Ma prawdziwą nazwę i nie będzie już uważana za cząstkę X.
WIĘCEJ: Fizycy z CERN-u odkrywają mnóstwo nowych obcych cząstek
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
