Ученые увидели доказательства наличия высших кварков при столкновениях между тяжелыми ядрами

10 / 10 / 2020 22:10
Ученые увидели доказательства наличия высших кварков при столкновениях между тяжелыми ядрами - фото
CERN

Результат недавних исследований коллоборации CMS открывает путь к новому и уникальному изучению экстремального состояния вещества, который, как полагают, существовал вскоре после Большого взрыва.

В ходе сотрудничества были обнаружены доказательства наличия высших кварков в столкновениях тяжелых ядер на Большом адронном коллайдере (БАК), рассказывают в ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям).

Не первый раз, когда эта особая частица – самая тяжелая из известных элементарных – появляется на коллайдерах частиц. Впервые высший кварк наблюдался при столкновении протон-антипротон на Теватронном коллайдере 25 лет назад, и с тех пор был замечен и изучен при столкновениях протон-протон и протон-ядро на БАК. Но новое открытие, описанное в статье, уже принятой к публикации в журнале "Physical Review Letters", несомненно, возбудит как экспериментаторов, так и теоретиков, поскольку анализ высших кварков при столкновениях тяжелых ядер предлагает новый и уникальный способ исследования кварк-глюонной плазмы, которая образуется в этих столкновениях и считается, что существовала в первые моменты существования Вселенной. Кроме того, такой анализ может пролить новый свет на расположение кварков и глюонов внутри тяжелых ядер.

Не существует именно недостатка частиц или зондов, с помощью которых исследуется кварк-глюонная плазма. В экспериментах БАК уже давно используют несколько типов частиц для изучения свойств этого экстремального состояния вещества, при котором кварки и глюоны не ограничиваются композитными частицами, а взамен кочуют, как частицы в жидкости с небольшим сопротивлением трению. Но все существующие зонды предоставляют усредненную по времени информацию о плазме. В противоположность этому, высший кварк, благодаря особому способу, которым он превращается или распадается на другие частицы, может предоставлять мгновенные снимки плазмы в разные периоды ее жизни.

"Высшие кварки, движущиеся быстрее, предоставляют более поздние снимки. Путем составления снимков, сделанных высшими кварками с разной скоростью, мы надеемся, что в конце можно будет создать фильм об эволюции кварк-глюонной плазмы", - объясняет исследователь из ЦЕРН Гилерме Милхано, соавтор теоретического исследования зондирования кварк-глюонной плазмы с высшими кварками. "Новый результат CMS представляет собой самый первый шаг на этом пути".

Новости по подобной теме:

Коллоборация CMS увидела доказательства наличия высоких кварков в большой выборке данных из столкновений свинец-свинец при энергии 5,02 ТэВ. Команда искала столкновения, в которых производились высший кварк и высший антикварк. Эти кварки очень быстро распадаются на W-бозон и низший кварк, который, в свою очередь, также очень быстро распадается на другие частицы. Физики CMS искали конкретный случай, когда конечными продуктами распада являются заряженные лептоны (электроны или их более тяжелые кузины, мюоны) и "струи" множественных частиц, происходящих из низших кварков.

После отделения и подсчета этих событий с "высшими-антивысшими" столкновениями, CMS оценили вероятность столкновений свинец-свинец с производством пар высший-антивысший через заряженные лептоны и низшие кварки. Результат имеет статистическую значимость около четырех стандартных отклонений, поэтому он еще не превышает порог пяти стандартных отклонений, необходимых, чтобы заявить о наблюдении за выработкой высших кварков. Но это является существенным доказательством процесса – существует лишь 0,003% вероятности того, что результат является статистическим случаем. Более того, результат согласуется с теоретическими предсказаниями, а также с экстраполяцией предыдущих измерений вероятности столкновений протонов с протонами при той же энергии столкновения.

"Наш результат демонстрирует способность эксперимента CMS проводить исследования с высшими кварками в сложной среде столкновений тяжелых ядер", - говорит физик из CMS Георгиос Кринтирас, аспирант Канзасского университета, "и это первый шаг в использовании высшего кварка в качестве нового мощного зонда кварк-глюонной плазмы".


Комментарии:

 

Последние новости:

сегодня:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Война в Украине. Ситуация на утро 2 октября

07:06, 2 октября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 2 октября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 29 сентября

07:10, 29 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 29 сентября
 
Война в Украине. Оперативная информация на утро 28 сентября

07:18, 28 сентября 2022 г.
Война в Украине. Оперативная информация на утро 28 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 4 октября

07:32, 4 октября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 4 октября
 
Не отошедшие из Лимана войска понесли значительные потери, - б...

09:12, 2 октября 2022 г.
Не отошедшие из Лимана войска понесли значительные потери, - б...
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Сделан еще один теоретический шаг к раскрытию тайны темной мат...

20:46, 16 августа 2022 г.
Сделан еще один теоретический шаг к раскрытию тайны темной мат...
 
В поисках темной материи ученые обнаружили кое-что интересное

13:18, 24 июля 2022 г.
В поисках темной материи ученые обнаружили кое-что интересное
 
Впервые обнаружены экзотические частицы, которых было много в...

09:35, 23 января 2022 г.
Впервые обнаружены экзотические частицы, которых было много в...
 
Получены новые подсказки к вопросу: почему во Вселенной так ма...

06:58, 8 июля 2021 г.
Получены новые подсказки к вопросу: почему во Вселенной так ма...
 
Антиматерия впервые охлаждена почти до абсолютного нуля с помо...

22:26, 31 марта 2021 г.
Антиматерия впервые охлаждена почти до абсолютного нуля с помо...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie