Experiment ALICE na Velkém hadronovém urychlovači poprvé přímo změřil jev známý jako "mrtvý kužel", což fyzikům umožnilo přímo změřit hmotnost základní částice, magického kvarku.
Mnohé z částic, které tvoří viditelný vesmír kolem nás, jsou ve skutečnosti základní částice vytvořené z méně silných základních částic známých jako kvarky. Například protony a neutrony obsahují každý tři kvarky. Existuje šest různých „příchutí“ kvarků – nahoru, dolů, nahoru, dolů, podivné a očarované – každá má různé hmotnosti, rotace a další kvantové vlastnosti. Různé kombinace kvarků tvoří různé částice. Kvarky jsou v těchto složkových částicích drženy pohromadě silou přenášenou přes bezhmotnou částici zvanou gluon. Souhrnně jsou kvarky a gluony známé jako partony.
Velký hadronový urychlovač v CERNu u švýcarské Ženevy urychluje protony silnými magnetickými poli tunelem dlouhým 27 km na energii 6,8 TEV, načež se navzájem srazí. V důsledku srážek se vytvoří kaskáda dalších částic, které samy emitují nebo se rozpadají na ještě více částic a tak dále v kaskádě, což může osvětlit aspekty základní fyziky.
Konkrétně kvarky a gluony vznikají a uvolňují se v kaskádě zvané partonový proud, kde kvarky uvolňují gluony a gluony samotné mohou uvolňovat jiné gluony s nižší energií.
Vědci pracující na projektu ALICE (A Large Ion Collider Experiment) analyzovali tři roky dat ze srážek protonů a protonů, aby našli důkazy o existenci mrtvého kužele. Podle teorie kvantové chromodynamiky neboli QCD je mrtvý kužel oblast, kde partony určité hmotnosti a energie nemohou emitovat gluony. "Bylo velmi náročné pozorovat mrtvý kužel přímo," uvedl mluvčí ALICE Luciano Musa v tiskovém prohlášení.
Část problému spočívá v tom, že mrtvá zóna může být vyplněna dalšími subatomárními částicemi vytvořenými při srážkách protonů a protonů a sledování pohybu partonu proudem není snadné, protože neustále mění směr.
K vyřešení tohoto problému vědci vyvinuli metodu, pomocí které byli schopni přetočit nahrávky partonových proudů zpět v čase, což jim umožnilo určit, kde a kdy byly vedlejší produkty proudu uvolněny. Zejména hledali toky zahrnující očarovaný kvark. Při jejich pitvě vědci objevili vzor gluonového záření emitovaného během toků partonů, oblast, kde bylo gluonové záření potlačeno. Toto je mrtvý kužel.
Nález je důležitý nejen proto, že potvrzuje proroctví QCD, ale také proto, že je nyní možné přímo změřit hmotnost kvarku charmed, která je podle teorie a nepřímých měření 1,275+/-25 MeV/c^2 . Podle QCD je mrtvý kužel přímo úměrný hmotnosti partonu a bezhmotné částice nemohou tvořit mrtvý kužel. Objev mrtvého kužele by mohl otevřít cestu pro novou éru kvarkové fyziky.
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také:
- CERN schválil projekt výstavby 100kilometrového urychlovače za 23 miliard dolarů
- Velký hadronový urychlovač byl po tříleté přestávce znovu spuštěn