Naukowcy z eksperymentu ALICE badali, jak to zrobićPlazma kwarkowo-gluonowa oddziałuje na harmonie – mezony (cząstki) składające się z kwarka powabnego i jego antykwarku. Wyniki prac otwierają nowe możliwości badania oddziaływań silnych – jednej z czterech podstawowych sił natury – w warunkach ekstremalnej temperatury i gęstości plazmy kwarkowo-gluonowej.
Plazma kwarkowo-gluonowa jest niezwykle gorąca igęsty stan materii, w którym kwarki i gluony istnieją nie wewnątrz hadronów (cząstek złożonych, takich jak protony i neutrony), ale samodzielnie. Uważa się, że ta forma materii istniała we wczesnym wszechświecie po Wielkim Wybuchu. Można go odtworzyć w zderzeniu przy dużej prędkości jąder atomowych ołowiu w LHC.
Ilustracja wpływu plazmy kwarkowo-gluonowej napowstawanie charmonu w zderzeniach jąder ołowiu. Wraz ze wzrostem temperatury plazmy jest bardziej prawdopodobne, że słabiej związany stan ψ(2S) będzie „ekranowany”, a tym samym nie zostanie wytworzony z powodu większej liczby kwarków i gluonów w plazmie (kolorowe kółka). Wzrost liczby kwarków powabnych i antykwarków (c i c̄) może prowadzić do powstawania dodatkowych związków charmoniowych w wyniku rekombinacji kwarków. Zdjęcie: współpraca ALICE)
Stany związane kwarka zaczarowanego iantykwarki są utrzymywane razem przez silną siłę, wyjaśniają naukowcy. W plazmie ich produkcja jest tłumiona z powodu „ekranowania” przez dużą liczbę kwarków i gluonów obecnych w tej formie materii. Jednocześnie obliczenia teoretyczne przewidywały, że efekty te objawiają się odmiennie w różnych stanach charmonu.
Fizycy przeanalizowali dane uzyskane podczasczas dwóch pierwszych startów LHC w 2015 i 2018 roku. Wyniki pomiarów pokazują, że niezależnie od pędu cząstki, stan charmoniowy ψ(2S) jest tłumiony około dwukrotnie silniej niż stan J/ψ. Naukowcy twierdzą, że jest to pierwsza obserwacja hierarchii hamowania całkowitej produkcji charmonu.
Naukowcy są przekonani, że dane z trzeciego przebiegu LHC pomogą definitywnie ustalić, w jaki sposób zmieniają się zawieszki i zrozumieć naturę oddziaływania silnego, które łączy kwarki.
Czytaj więcej:
Na „podwórku” Ziemi znaleziono potworną czarną dziurę: jest bardzo blisko naszej planety
NASA ujawniła pochodzenie Haumei - najbardziej tajemniczej planety w Układzie Słonecznym
Webb sfotografował Filary Stworzenia. Porównaj, jak Hubble strzelał do nich wcześniej