Pentru prima dată, experimentul ALICE de la Large Hadron Collider a măsurat direct fenomenul cunoscut sub numele de „con mort”, permițând fizicienilor să măsoare direct masa unei particule fundamentale, quarcul fermecat.
Multe dintre particulele care alcătuiesc universul vizibil din jurul nostru sunt de fapt particule constitutive construite din particule fundamentale mai puțin puternice cunoscute sub numele de quarci. De exemplu, protonii și neutronii conțin fiecare câte trei quarci. Există șase „arome” diferite de quarci – sus, jos, sus, jos, ciudat și fermecat – fiecare cu mase, spinuri și alte proprietăți cuantice diferite. Combinații diferite de quarci formează particule diferite. Cuarcii sunt ținuți împreună în aceste particule constitutive printr-o forță transmisă printr-o particulă fără masă numită gluon. În mod colectiv, quarcii și gluonii sunt cunoscuți ca partoni.
Large Hadron Collider de la CERN de lângă Geneva, Elveția accelerează protonii cu câmpuri magnetice puternice printr-un tunel lung de 27 km până la o energie de 6,8 TEV, după care se ciocnesc între ei. Ca urmare a coliziunilor, se formează o cascadă de alte particule, care ele însele emit sau se descompun în și mai multe particule, și așa mai departe în cascadă, care pot arunca lumină asupra aspectelor fizicii fundamentale.
În special, quarcii și gluonii sunt creați și eliberați într-o cascadă numită flux parton, unde quarcii eliberează gluoni, iar gluonii înșiși pot elibera alți gluoni cu energie mai mică.
Oamenii de știință care lucrează la proiectul ALICE (A Large Ion Collider Experiment) au analizat trei ani de date de la coliziunile proton-proton pentru a găsi dovezi ale existenței unui con mort. Conform teoriei cromodinamicii cuantice, sau QCD, conul mort este o regiune în care partonii cu o anumită masă și energie nu pot emite gluoni. „A fost foarte dificil să observăm direct conul mort”, a declarat purtătorul de cuvânt al ALICE, Luciano Musa, într-o declarație de presă.
O parte din dificultate este că zona moartă poate fi umplută cu alte particule subatomice create în ciocnirile proton-proton, iar urmărirea mișcării unui parton prin flux nu este ușoară, deoarece își schimbă constant direcția.
Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință au dezvoltat o metodă prin care au reușit să deruleze înapoi în timp înregistrările fluxurilor de partoni, permițându-le să determine unde și când au fost eliberate produsele secundare ale fluxului. În special, au căutat fluxuri care implică un quarc fermecat. Disecându-le, oamenii de știință au descoperit în modelul radiației gluonilor emise în timpul fluxurilor de parton, o zonă în care radiația gluonului a fost suprimată. Acesta este un con mort.
Descoperirea este importantă nu numai pentru că confirmă profeția QCD, ci și pentru că acum este posibil să se măsoare direct masa quarcului fermecat, care, conform teoriei și măsurătorilor indirecte, este de 1,275 +/-25 MeV/c^2. . Conform QCD, conul mort este direct legat de masa partonului, iar particulele fără masă nu pot forma un con mort. Descoperirea conului mort ar putea deschide calea pentru o nouă eră a fizicii cuarcilor.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Citeste si:
- CERN a aprobat proiectul de construire a unui colisionar de 100 de kilometri pentru 23 de miliarde de dolari
- Large Hadron Collider a fost lansat din nou după o pauză de trei ani