Fysiker som arbetade på ALICE-detektorn använde tre års proton-protonkollisionsdata vid LHC och
Forskare förklarar att kollisionenelementarpartiklar i kolliderar orsakar högenergiinteraktioner, vilket leder till bildandet av partoner (kvarkar och gluoner). Dessa partiklar genomgår efterföljande transformationer och avger strålning i form av ytterligare gluoner. I en sådan kaskadprocess överförs de ursprungliga partiklarnas energi till många partiklar med lägre energi.
Mönstret för sådan strålning beror på massan av den gluonemitterande partonen. Området runt partonens flygriktning där strålningen dämpas kallas den döda konen.
Fysiker noterar att den döda koneffekten varförutspåddes av teorin om stark interaktion för ungefär trettio år sedan, men fram till nu har forskare bara kunnat fixa dess närvaro indirekt. Huvudproblemet var svårigheten att bestämma partons rörelseriktning, liksom det faktum att området för den döda konen kan fyllas med partiklar som den utstrålande partonen har vänt sig in i.
Cascade parton flow. Källa: CERN
I sitt arbete rekonstruerade forskarnaflödet av partons längs dess slutprodukt, hadronstrålen, som detekteras av detektorerna. I processen med att analysera ett stort urval av observationer av proton-protonkollisioner upptäckte fysiker en jet som innehöll en c-kvark (charmerad kvark). De kunde spåra hela historien om utsläppen av gluoner från denna kvark. En jämförelse av gluonemissionsmönstret för en charmad kvark med fördelningen av gluoner och masslösa kvarkar avslöjade en död kon i c-kvarkstrukturen.
Forskarna konstaterar att förutom att bekräftateorin om den starka interaktionen och existensen av den döda koneffekten bevisar upptäckten också att den charmade kvarken har massa. Masslösa partiklar har inga döda kottar, vilket gör att man genom att studera denna effekt kan uppskatta massan av kvarkar.
Quarkmassor är grundläggandekvantiteter i partikelfysik, men de kan inte nås och mätas direkt i experiment eftersom kvarkar, med undantag för toppkvarken, fångas inuti sammansatta partiklar. Vår teknik för direkt observation av partons döda kon erbjuder ett sätt att mäta massan av kvarkar.
Andrea Dainese, ALICE fysiker, studie medförfattare
Omslagsbild: CERN
Jämför hur månförmörkelsen filmades av NASA och Roscosmos
Den "femte kraften" skapar osynliga "murar" i universum. Det viktigaste med den nya teorin om fysiker
Monkeypox-infektionskarta publicerad