Pirmą kartą ALICE eksperimentas Didžiajame hadronų greitintuve tiesiogiai išmatavo reiškinį, žinomą kaip „negyvas kūgis“, todėl fizikai galėjo tiesiogiai išmatuoti pagrindinės dalelės, žaviojo kvarko, masę.
Daugelis dalelių, sudarančių mus supančią matomą visatą, iš tikrųjų yra sudedamosios dalelės, sudarytos iš mažiau galingų pagrindinių dalelių, žinomų kaip kvarkai. Pavyzdžiui, protonai ir neutronai turi po tris kvarkus. Yra šeši skirtingi kvarkų „skoniai“ – aukštyn, žemyn, aukštyn, žemyn, keisti ir užburti – kiekvienas turi skirtingą masę, sukimus ir kitas kvantines savybes. Skirtingi kvarkų deriniai sudaro skirtingas daleles. Kvarkus šiose sudedamosiose dalelėse laiko jėga, perduodama per bemasę dalelę, vadinamą gliuonu. Kartu kvarkai ir gliuonai yra žinomi kaip partonai.
Didysis hadronų greitintuvas CERN netoli Ženevos, Šveicarijoje, 27 km ilgio tuneliu pagreitina protonus su stipriais magnetiniais laukais iki 6,8 TEV energijos, o po to jie susiduria vienas su kitu. Dėl susidūrimų susidaro kitų dalelių kaskada, kurios pačios išskiria arba skyla į dar daugiau dalelių, ir taip toliau kaskadoje, o tai gali atskleisti fundamentaliosios fizikos aspektus.
Visų pirma, kvarkai ir gliuonai sukuriami ir išleidžiami kaskadoje, vadinamoje partono srautu, kur kvarkai išskiria gliuonus, o patys gliuonai gali išskirti kitus, mažesnės energijos gliuonus.
Mokslininkai, dirbantys su ALICE projektu (A Large Ion Collider Experiment), išanalizavo trejų metų duomenis iš protonų ir protonų susidūrimų, kad surastų negyvojo kūgio egzistavimo įrodymus. Remiantis kvantinės chromodinamikos arba QCD teorija, negyvas kūgis yra sritis, kurioje tam tikros masės ir energijos partonai negali išskirti gliuonų. „Buvo labai sudėtinga stebėti negyvą kūgį tiesiogiai“, – pranešime spaudai sakė ALICE atstovas Luciano Musa.
Dalis sunkumų yra tai, kad negyvoji zona gali būti užpildyta kitomis subatominėmis dalelėmis, susidariusiomis protonų ir protonų susidūrimų metu, o sekti partono judėjimą srautu nėra lengva, nes jis nuolat keičia kryptį.
Norėdami išspręsti šią problemą, mokslininkai sukūrė metodą, pagal kurį jie galėjo atsukti partono srautų įrašus atgal laiku ir nustatyti, kur ir kada buvo išleisti šalutiniai srauto produktai. Visų pirma, jie ieškojo srautų, susijusių su žaviu kvarku. Išskirdami juos, mokslininkai partono srautų metu skleidžiamos gliuono spinduliuotės modelyje atrado sritį, kurioje gliuono spinduliuotė buvo slopinama. Tai negyvas kūgis.
Šis atradimas svarbus ne tik todėl, kad patvirtina QCD pranašystę, bet ir todėl, kad dabar galima tiesiogiai išmatuoti žaviojo kvarko masę, kuri, remiantis teorija ir netiesioginiais matavimais, yra 1,275+/-25 MeV/c^2. . Pagal QCD, miręs kūgis yra tiesiogiai susijęs su partono mase, o bemasės dalelės negali sudaryti negyvojo kūgio. Negyvo kūgio atradimas gali atverti kelią naujai kvarkų fizikos erai.
Jūs galite padėti Ukrainai kovoti su Rusijos įsibrovėliais. Geriausias būdas tai padaryti – aukoti lėšas Ukrainos ginkluotosioms pajėgoms per Išgelbėk gyvybę arba per oficialų puslapį NBU.
Taip pat skaitykite:
- CERN patvirtino projektą statyti 100 kilometrų greitintuvą už 23 mlrd
- Didysis hadronų greitintuvas vėl paleistas po trejų metų pertraukos