Физиците са наблюдавали рядка частица от Х-тип от началото на Вселената

Изследователи от Големия адронен ускорител на Европейската организация за ядрени изследвания (CERN) в Швейцария наскоро откриха Рядка изчезваща частица, за която вярват, че е съществувала в ранната вселена. Частицата – понастоящем наричана X частица, защото никой не знае точно какво представлява – е произведена от сблъсък на милиарди тежки йони в известния ускорител на частици.

Екипът с CMS Collaboration, който събира данни от компресирания файл Muon Solenoid на LHC, разби тежки оловни атоми заедно при температури от около 5,5 трилиона градуса по Целзий (9,9 трилиона градуса по Фаренхайт). Отборни резултати публикувани В писма за физически преглед.

Физиците предполагат, че в ранните моменти на Вселената след Големия взрив материята е била плазма от субатомни кварки и глуони, натъпкани заедно в прегрята супа. (Само когато плазмата се охлади няколко микросекунди след Големия взрив, познатите протони и неутрони се образуват, проправяйки пътя за по-масивни форми на материята.) Но преди материята да се охлади, някои от тези кварки и глуони се сблъскват, образувайки по-мистериозни частици, които физиците наричат ​​X частици.

X частиците са рядкост днес, защото Вселената не е нито твърде гъста, нито твърде гореща, но подобно на Кришна Раджагопал, физик на частиците в MIT, който не е свързан с най-новите изследвания, Той каза през 2010 г: „Ако се интересувате от свойствата на вселената на микросекунди, най-добрият начин да я изучавате е да не построите телескоп, а по-скоро да построите ускорител.“

Екипът успя да идентифицира 100 X частици с определена маса, наречена X (3872), които оцеляха около една шест милионна от секундата, преди да се разпаднат. X (3872) е намерен за първи път през 2003г от приятно сътрудничество Чрез търсене на удари, когато изследователите идентифицират неочаквано количество маса или енергия в тяхната система.

„X (3872) е екзотично животно“, казва Патрик Копенбург, физик от Холандския национален институт за субатомна физика и член на екипа на LHCb в CERN, в имейл до Gizmodo. „Бях в Belle, когато го откриха, и си спомням, че се взирахме в малката подутина, без да разберем какво се случва.“

Миналата година екипът на Копенберг в LHCb откри нов тип тетракварк. Подобно на X (3872), този тетракварк имаше преходен живот – може би малко над една пета от милионната част от секундата. Въпреки че други екзотични частици се появяват и изчезват в LHC, X (3872) е първата X частица, открита в генерираната там кварк-глюонна плазма.

Екипът зад новото изследване успя да симулира условията на ранната Вселена, като ускори 13 милиарда йона. Когато частиците се сблъскват, те произвеждат хиляди краткотрайни заредени частици. Ин Джи Лий, а Възможно е в последните данни да има други X частици, но изследователите не са имали добър начин да ги извадят от фоновия шум, каза физикът от MIT и съавтор на новото изследване пред Gizmodo.

Лий написа в имейл: „Първата тежка мощност в „Run 3“ започва в края на тази година и се надяваме да съберем повече данни с големите сблъсъци в Run 3 и Run 4. С много по-голям набор от данни, ние ще може да определи колко да подобри производството на X в кварковата супа и да получи повече представа за нейната вътрешна структура.“

Самоличността на X (3872) остава несигурна. Екипът смята, че частицата може да бъде вид слабо свързана мезонианска частица (две субатомни частици, наречени Мезоните са свързани със силната сила) или тетракварки, вид адрон, направен от четири кварка, опаковани заедно. „Досега мезонските частици не са били окончателно наблюдавани и X (3872) е добър кандидат“, каза Джинг Уанг, физикът от MIT, който ръководи анализа на новите данни.И В имейл до Gizmodo. „Ако X (3872) се окаже мезонианска частица, ние показваме, че в ранната вселена трябва да е имало различни видове мезониални частици в допълнение към обикновените адрони.

„„Колкото повече разглеждах данните, толкова повече се убеждавах, че X е суперпозиция на молекула и състояние на Чармоний“, каза Копенберг. Описание на идея Както е посочено от наслагването: „Нашият ум не успява да представи тези неща… Няма такова нещо в квантовата механика. Ако не можете да правите разлика между две неща, тогава истината трябва да е едновременно.“

Може би предстоящите пускания на LHC най-накрая ще разрешат самоличността на X (3872). Разбира се, тогава ще бъде Има истинско име и вече няма да се счита за X частица.

ПОВЕЧЕ: Физиците от ЦЕРН откриват множество нови извънземни частици