Forskere fra ALICE-eksperimentet undersøgte hvordanQuark-gluon plasma påvirker charmonies - mesoner (partikler), der består af en charmekvark og dens antikvark. Resultaterne af arbejdet åbner nye muligheder for at studere den stærke vekselvirkning - en af de fire grundlæggende naturkræfter - under forhold med ekstrem temperatur og tæthed af kvark-gluon-plasma.
Quark-gluon plasma er ekstremt varmt ogen tæt stoftilstand, hvor kvarker og gluoner ikke eksisterer inde i hadroner (sammensatte partikler såsom protoner og neutroner), men alene. Det menes, at denne form for stof eksisterede i det tidlige univers efter Big Bang. Det kan genskabes i kollisionen med høj hastighed af atomkerner af bly i LHC.
Illustration af indflydelsen af kvark-gluon plasma pådannelse af charmonium ved kollisioner af blykerner. Når plasmatemperaturen stiger, er det mere sandsynligt, at den svagere bundne tilstand ψ(2S) bliver "afskærmet" og dermed ikke produceret på grund af flere kvarker og gluoner i plasmaet (farvede cirkler). En stigning i antallet af charmerede kvarker og antikvarker (c og c̄) kan føre til dannelsen af yderligere charmoniums som følge af kvarkerekombination. Billede: ALICE samarbejde)
Bundne tilstande af den charmerede kvark ogantikvarker holdes sammen af en stærk kraft, forklarer forskerne. I plasma undertrykkes deres produktion på grund af "afskærmning" af det store antal kvarker og gluoner, der er til stede i denne form for stof. Samtidig forudsagde teoretiske beregninger, at disse effekter manifesterer sig forskelligt i forskellige tilstande af charmonium.
Fysikere analyserede dataene opnået undertidspunktet for de to første lanceringer af LHC i 2015 og 2018. Måleresultaterne viser, at charmoniumtilstanden ψ(2S) uanset momentum af partiklen undertrykkes cirka dobbelt så kraftigt som J/ψ-tilstanden. Dette er den første observation af et hierarki af hæmning af total charmoniumproduktion, siger forskerne.
Forskerne mener, at data fra LHC's tredje kørsel vil hjælpe med til definitivt at fastslå, hvordan charmonies ændrer sig og forstå karakteren af den stærke kraft, der holder kvarker sammen.
Læs mere:
Et monster sort hul blev fundet i "baghaven" af Jorden: det er meget tæt på vores planet
NASA afslørede oprindelsen af Haumea - den mest mystiske planet i solsystemet
Webb fotograferede skabelsens søjler. Sammenlign hvordan Hubble skød dem før