Fysikere som jobbet på ALICE-detektoren brukte tre år med proton-proton kollisjonsdata ved LHC og
Forskere forklarer at kollisjonenelementærpartikler i kollidere forårsaker høyenergiinteraksjoner, som fører til dannelse av partoner (kvarker og gluoner). Disse partiklene gjennomgår påfølgende transformasjoner, og sender ut stråling i form av ytterligere gluoner. I en slik kaskadeprosess overføres energien til de opprinnelige partiklene til mange partikler med lavere energi.
Mønsteret til slik stråling avhenger av massen til den gluon-emitterende partonen. Området rundt flyretningen til partonen der strålingen undertrykkes, kalles den døde kjeglen.
Fysikere bemerker at den døde kjegleeffekten varspådd av teorien om sterk interaksjon for rundt tretti år siden, men til nå har forskere bare vært i stand til indirekte å fikse dens tilstedeværelse. Hovedproblemet var vanskeligheten med å bestemme retningen for partonbevegelsen, samt det faktum at området til den døde kjeglen kan fylles med partikler som den utstrålende partonen har snudd til.
Cascade parton flow. Kilde: CERN
I sitt arbeid rekonstruerte forskernestrømmen av partoner langs sluttproduktet, hadronstrålen, som oppdages av detektorene. I prosessen med å analysere et stort utvalg av observasjoner av proton-proton-kollisjoner, oppdaget fysikere en jet som inneholdt en c-kvark (sjarmert kvark). De var i stand til å spore hele historien til utslippet av gluoner fra denne kvarken. En sammenligning av gluonutslippsmønsteret til en sjarmert kvark med fordelingen av gluoner og masseløse kvarker avslørte en død kjegle i c-kvarkstrukturen.
Forskerne bemerker at i tillegg til å bekrefteteorien om det sterke samspillet og eksistensen av den døde kjegleeffekten, beviser oppdagelsen også at den sjarmerte kvarken har masse. Masseløse partikler har ikke døde kjegler, noe som betyr at man ved å studere denne effekten kan anslå massen til kvarker.
Kvarkmasser er grunnleggendemengder i partikkelfysikk, men de kan ikke nås og måles direkte i eksperimenter fordi, med unntak av toppkvarken, er kvarker fanget inne i sammensatte partikler. Vår teknikk for direkte observasjon av den døde kjeglen til parton tilbyr en måte å måle massen av kvarker.
Andrea Dainese, ALICE-fysiker, studiemedforfatter
Forsidebilde: CERN
Sammenlign hvordan måneformørkelsen ble filmet av NASA og Roscosmos
Den "femte kraften" skaper usynlige "vegger" i universet. Det viktigste med den nye teorien om fysikere
Monkeypox infeksjon kart publisert