חוקרים מניסוי ALICE חקרו כיצדפלזמה קווארק-גלואון משפיעה על צ'רמוניות - מסונים (חלקיקים) המורכבים מקווארק קסם ואנטי-קווארק שלו. תוצאות העבודה פותחות הזדמנויות חדשות לחקר האינטראקציה החזקה - אחד מארבעת כוחות הטבע הבסיסיים - בתנאים של טמפרטורה וצפיפות קיצוניות של פלזמת קווארק-גלואון.
פלזמה של קווארק-גלואון חמה במיוחדמצב צפוף של חומר שבו קווארקים וגלואונים קיימים לא בתוך האדרונים (חלקיקים מורכבים כגון פרוטונים ונייטרונים), אלא בפני עצמם. מאמינים שצורה זו של חומר הייתה קיימת ביקום המוקדם לאחר המפץ הגדול. ניתן ליצור אותו מחדש על ידי התנגשות במהירות עצומה של גרעיני אטום עופרת ב-LHC.
איור של השפעת פלזמה קווארק-גלואון עלהיווצרות שרמוניום בהתנגשויות של גרעיני עופרת. ככל שטמפרטורת הפלזמה עולה, המצב ψ(2S) המחובר בצורה חלשה יותר צפוי להיות "מוגן" ולכן לא מיוצר עקב יותר קווארקים וגלואונים בפלזמה (עיגולים צבעוניים). עלייה במספר הקווארקים והאנטיקווארקים המקסימים (c ו-c̄) יכולה להוביל להיווצרותם של צ'רמוניומים נוספים כתוצאה מרקומבינציה של קווארקים. תמונה: שיתוף פעולה של ALICE)
מצבים קשורים של הקווארק המוקסם ואנטיקווארקים מוחזקים יחד על ידי כוח חזק, מסבירים המדענים. בפלזמה, ייצורם מדוכא עקב "סיכוך" על ידי מספר רב של קווארקים וגלואונים הנמצאים בצורת חומר זו. יחד עם זאת, חישובים תיאורטיים חזו שהשפעות אלו באות לידי ביטוי באופן שונה במצבים שונים של צ'רמוניום.
פיזיקאים ניתחו את הנתונים שהתקבלו במהלךהזמן של שתי ההשקות הראשונות של ה-LHC ב-2015 וב-2018. תוצאות המדידה מראות שללא קשר לתנע של החלקיק, מצב הצ'רמוניום ψ(2S) מדוכא חזק פי שניים בערך ממצב J/ψ. זוהי התצפית הראשונה בהיררכיה של עיכוב של ייצור צ'רמוניום הכולל, אומרים המדענים.
החוקרים מאמינים שהנתונים מהריצה השלישית של ה-LHC יעזרו לקבוע באופן סופי כיצד צ'רמוניות משתנות ולהבין את טבעו של הכוח החזק שמחזיק את הקווארקים.
קרא עוד:
חור שחור מפלצתי נמצא ב"חצר האחורית" של כדור הארץ: הוא קרוב מאוד לכוכב הלכת שלנו
נאס"א חשפה את מקורו של האומאה - כוכב הלכת המסתורי ביותר במערכת השמש
ווב צילם את עמודי הבריאה. השווה איך האבל ירה בהם בעבר