Fizikai rado naują būdą išmatuoti kvarko masę: miręs kūgis „padės“

Fizikai, dirbantys su ALICE detektoriumi, panaudojo trejų metų protonų ir protonų susidūrimo duomenis LHC ir

sudėtingi duomenų analizės metodai, skirti aptikti mirusio kūgio efektą. 

Tyrėjai aiškina, kad susidūrimaselementarios dalelės greitintuvuose sukelia didelės energijos sąveiką, dėl kurios susidaro partonai (kvarkai ir gliuonai). Šios dalelės vėliau transformuojasi, skleidžiant spinduliuotę papildomų gliuonų pavidalu. Tokiame kaskadiniame procese pirminių dalelių energija perduodama daugeliui mažesnę energiją turinčių dalelių. 

Tokios spinduliuotės pobūdis priklauso nuo gliuoną skleidžiančio partono masės. Sritis aplink partono skrydžio kryptį, kurioje slopinama spinduliuotė, vadinama negyvuoju kūgiu. 

Fizikai pažymi, kad mirusio kūgio efektas buvoprieš maždaug trisdešimt metų numatė stiprios sąveikos teorija, tačiau iki šiol mokslininkai galėjo tik netiesiogiai nustatyti jos buvimą. Pagrindinė problema buvo partono judėjimo krypties nustatymo sunkumai, taip pat tai, kad negyvojo kūgio sritis gali būti užpildyta dalelėmis, į kurias pavirto spinduliuojantis partonas.

Kaskadinis partono srautas. Šaltinis: CERN

Savo darbe tyrėjai rekonstravopartonų srautas palei galutinį produktą – hadrono čiurkšlę, kurį aptinka detektoriai. Analizuodami didelį protonų ir protonų susidūrimų stebėjimų pavyzdį, fizikai atrado purkštuką, kuriame yra c-kvarkas (žavingas kvarkas). Jie sugebėjo atsekti visą šio kvarko gliuonų emisijos istoriją. Palyginus žavingo kvarko gliuonų emisijos modelį su gliuonų ir bemasių kvarkų pasiskirstymu, c-kvarko struktūroje atskleidė negyvą kūgį.

Tyrėjai pažymi, kad be patvirtinimostiprios sąveikos teorija ir mirusio kūgio efekto egzistavimas, atradimas taip pat įrodo, kad žavusis kvarkas turi masę. Bemasės dalelės neturi negyvų kūgių, o tai reiškia, kad tiriant šį efektą galima įvertinti kvarkų masę.

Kvarkų masė yra pagrindinėkiekiai dalelių fizikoje, tačiau jų negalima pasiekti ir išmatuoti tiesiogiai atliekant eksperimentus, nes, išskyrus viršutinį kvarką, kvarkai yra įstrigę sudėtinių dalelių viduje. Mūsų metodas, skirtas tiesioginiam partono negyvojo kūgio stebėjimui, suteikia galimybę išmatuoti kvarkų masę.

Andrea Dainese, ALICE fizikė, tyrimo bendraautorė

Viršelio vaizdas: CERN

Palyginkite, kaip NASA ir Roscosmos nufilmavo Mėnulio užtemimą

„Penktoji jėga“ sukuria nematomas „sienas“ visatoje. Svarbiausia apie naująją fizikų teoriją

Paskelbtas beždžionių raupų infekcijos žemėlapis