Natuurkundigen die aan de ALICE-detector werkten, gebruikten drie jaar aan proton-proton-botsingsgegevens bij de LHC en
Onderzoekers leggen uit dat de botsingelementaire deeltjes in botsers veroorzaken hoogenergetische interacties, die leiden tot de vorming van partonen (quarks en gluonen). Deze deeltjes ondergaan daaropvolgende transformaties en zenden straling uit in de vorm van extra gluonen. In een dergelijk cascadeproces wordt de energie van de oorspronkelijke deeltjes overgedragen naar veel deeltjes met lagere energie.
Het patroon van dergelijke straling hangt af van de massa van het gluon-emitterende parton. Het gebied rond de vliegrichting van het parton waarin de straling wordt onderdrukt, wordt de dode kegel genoemd.
Natuurkundigen merken op dat het dode-kegeleffect wasvoorspeld door de theorie van sterke interactie ongeveer dertig jaar geleden, maar tot nu toe hebben wetenschappers de aanwezigheid ervan alleen indirect kunnen vaststellen. Het grootste probleem was de moeilijkheid om de richting van de beweging van het parton te bepalen, evenals het feit dat het gebied van de dode kegel kan worden gevuld met deeltjes waarin het stralende parton is veranderd.
Cascade parton stroom. Bron: CERN
In hun werk reconstrueerden de onderzoekersde stroom partons langs zijn eindproduct, de hadronstraal, die door de detectoren wordt gedetecteerd. Tijdens het analyseren van een groot aantal waarnemingen van proton-protonbotsingen, ontdekten natuurkundigen een jet met een c-quark (charmed quark). Ze konden de hele geschiedenis van de emissie van gluonen door deze quark traceren. Een vergelijking van het gluon-emissiepatroon van een gecharmeerde quark met de verdeling van gluonen en massaloze quarks onthulde een dode kegel in de c-quarkstructuur.
De onderzoekers merken op dat naast het bevestigen vantheorie van de sterke interactie en het bestaan van het dode kegeleffect, bewijst de ontdekking ook dat de gecharmeerde quark massa heeft. Massaloze deeltjes hebben geen dode kegels, wat betekent dat men door dit effect te bestuderen de massa van quarks kan schatten.
Quarkmassa's zijn fundamenteelgrootheden in de deeltjesfysica, maar ze kunnen niet rechtstreeks in experimenten worden benaderd en gemeten omdat quarks, met uitzondering van de top-quark, in samengestelde deeltjes zijn opgesloten. Onze techniek voor directe observatie van de parton dode kegel biedt een manier om de massa van quarks te meten.
Andrea Dainese, ALICE-natuurkundige, co-auteur van de studie
Omslagafbeelding: CERN
Vergelijk hoe de maansverduistering werd gefilmd door NASA en Roscosmos
De "vijfde kracht" creëert onzichtbare "muren" in het universum. Het belangrijkste van de nieuwe theorie van natuurkundigen
Monkeypox-infectiekaart gepubliceerd