Í fyrsta skipti mældi ALICE tilraunin við Large Hadron Collider beint fyrirbærið sem kallast „dauða keilan“, sem gerði eðlisfræðingum kleift að mæla beint massa grundvallarögnarinnar, heillandi kvarks.
Margar af ögnunum sem mynda sýnilega alheiminn í kringum okkur eru í raun samsettar agnir sem eru byggðar úr minna öflugum grundvallarögnum sem kallast kvarkar. Til dæmis innihalda róteindir og nifteindir þrjá kvarka hvor. Það eru sex mismunandi "bragðtegundir" af kvarkum - upp, niður, upp, niður, skrítið og heillað - hver með mismunandi massa, snúninga og aðra skammtaeiginleika. Mismunandi samsetningar kvarka mynda mismunandi agnir. Kvarkunum er haldið saman í þessum ögnum með krafti sem sendur er í gegnum massalausa ögn sem kallast glúon. Sameiginlega eru kvarkar og glúónar þekktir sem partons.
The Large Hadron Collider við CERN nálægt Genf í Sviss hraðar róteindum með sterk segulsvið í gegnum 27 km löng göng upp í 6,8 TEV orku, eftir það rekast þær hver í aðra. Við árekstrana myndast foss annarra agna sem sjálfar gefa frá sér eða rotna í enn fleiri agnir og svo framvegis niður fossinn sem getur varpað ljósi á þætti grundvallareðlisfræðinnar.
Sérstaklega eru kvarkar og glúonar búnir til og losað í fossi sem kallast partonstraumur, þar sem kvarkar losa glúóna og glúonar sjálfir geta sleppt öðrum glúónum sem eru minni orku.
Vísindamenn sem unnu að ALICE verkefninu (A Large Ion Collider Experiment) greindu þriggja ára gögn frá árekstrum róteinda og róteinda til að finna vísbendingar um tilvist dauðs keilu. Samkvæmt kenningunni um skammtalitningafræði, eða QCD, er dauð keila svæði þar sem hlutar af ákveðnum massa og orku geta ekki gefið frá sér glútón. „Það var mjög krefjandi að fylgjast með dauða keilunni beint,“ sagði Luciano Musa, talsmaður ALICE, í fréttatilkynningu.
Hluti af erfiðleikunum er að hægt er að fylla dauða svæðið af öðrum undiratómum ögnum sem myndast við árekstra róteinda og róteinda og það er ekki auðvelt að fylgjast með hreyfingu partóns í gegnum flæðið vegna þess að það breytir stöðugt um stefnu.
Til að leysa þetta vandamál þróuðu vísindamennirnir aðferð þar sem þeir gátu spólað upptökum af partonstraumum aftur í tímann, sem gerði þeim kleift að ákvarða hvar og hvenær aukaafurðir straumsins losnuðu. Sérstaklega leituðu þeir að flæði sem felur í sér heillandi kvarki. Vísindamennirnir krufðu þau og uppgötvuðu í mynstri glúóngeislunar sem gefin var út við partónflæði, svæði þar sem glúóngeislun var bæld niður. Þetta er dauð keila.
Niðurstaðan er mikilvæg, ekki aðeins vegna þess að hún staðfestir QCD spádóminn, heldur einnig vegna þess að nú er hægt að mæla beint massa töfrandi kvarks, sem samkvæmt kenningum og óbeinum mælingum er 1,275+/-25 MeV/c^2 . Samkvæmt QCD er dauða keilan beintengd partónmassanum og massalausar agnir geta ekki myndað dauða keilu. Uppgötvun dauðu keilunnar gæti rutt brautina fyrir nýtt tímabil kvarkaeðlisfræðinnar.
Þú getur hjálpað Úkraínu að berjast gegn rússnesku innrásarhernum. Besta leiðin til að gera þetta er að gefa fé til hersins í Úkraínu í gegnum Bjarga lífi eða í gegnum opinberu síðuna NBU.
Lestu líka:
- CERN samþykkti verkefnið um að byggja 100 kílómetra langan flugvél fyrir 23 milljarða dollara
- Large Hadron Collider hefur verið skotið á loft aftur eftir þriggja ára hlé