ALICE-ilmaisimen parissa työskentelevät fyysikot käyttivät kolmen vuoden protoni-protoni törmäystietoja LHC:ssä ja
Tutkijat selittävät, että törmäysTörmäimien alkuainehiukkaset aiheuttavat korkeaenergisiä vuorovaikutuksia, jotka johtavat partonien (kvarkkien ja gluonien) muodostumiseen. Nämä hiukkaset käyvät läpi myöhempiä muutoksia, jotka lähettävät säteilyä lisägluonien muodossa. Tällaisessa kaskadiprosessissa alkuperäisten hiukkasten energia siirtyy moniin pienemmän energian omaaviin hiukkasiin.
Tällaisen säteilyn kuvio riippuu gluonia emittoivan partonin massasta. Partonin lentosuunnan ympärillä olevaa aluetta, jossa säteily vaimenee, kutsutaan kuolleeksi kartioksi.
Fyysikot huomauttavat, että kuollut kartiovaikutus olivahvan vuorovaikutuksen teoria ennustaa noin kolmekymmentä vuotta sitten, mutta tähän asti tiedemiehet ovat pystyneet vain epäsuorasti korjaamaan sen läsnäolon. Suurin ongelma oli partonin liikkeen suunnan määrittämisen vaikeus sekä se, että kuolleen kartion alue voidaan täyttää hiukkasilla, joihin säteilevä parton on kääntynyt.
Kaskadi parton-virtaus. Lähde: CERN
Työssään tutkijat rekonstruoivatpartonien virtaus sen lopputuotteen, hadronisuihkun, pitkin, jonka ilmaisimet havaitsevat. Analysoidessaan suurta otosta protoni-protoni törmäyshavainnoista fyysikot löysivät suihkun, joka sisälsi c-kvarkin (charmed quark). He pystyivät jäljittämään tämän kvarkin aiheuttaman gluonipäästöjen koko historian. Viehätyn kvarkin gluonipäästökuvion vertailu gluonien ja massattomien kvarkkien jakautumiseen paljasti kuolleen kartion c-kvarkin rakenteessa.
Tutkijat huomauttavat, että lisäksi vahvistaateorian vahvasta vuorovaikutuksesta ja kuolleen kartioefektin olemassaolosta, löytö osoittaa myös, että hurmatulla kvarkilla on massaa. Massattomilla hiukkasilla ei ole kuolleita kartioita, mikä tarkoittaa, että tätä vaikutusta tutkimalla voidaan arvioida kvarkkien massaa.
Kvarkkimassat ovat perustavanlaatuisiaHiukkasfysiikan määriä, mutta niitä ei voi saada ja mitata suoraan kokeissa, koska huippukvarkkia lukuun ottamatta kvarkit jäävät loukkuun yhdistehiukkasten sisään. Partonin kuolleen kartion suora tarkkailutekniikkamme tarjoaa tavan mitata kvarkkien massaa.
Andrea Dainese, ALICE-fyysikko, tutkimuksen toinen kirjoittaja
Kansikuva: CERN
Vertaa, kuinka NASA ja Roscosmos kuvasivat kuunpimennyksen
"Viides voima" luo näkymättömiä "seiniä" universumissa. Pääasia uudesta fyysikkojen teoriasta
Apinarokkotartuntakartta julkaistu