فیزیکدانان بزرگترین شکن اتمی جهان یک ذره مرموز و اولیه را از سپیده دم کشف کردند.
حدود 100 ذره کوتاه مدت "X" - که به دلیل ساختار ناشناخته آنها نامگذاری شده است - برای اولین بار در میان تریلیون ها ذره دیگر در داخل مشاهده شد. برخورددهنده بزرگ هادرون (LHC)، بزرگترین شتاب دهنده ذرات جهان، واقع در نزدیکی ژنو در CERN (سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای).
آن ذرات X که احتمالاً در کوچکترین کسری از ثانیه پس از آن وجود داشتند مهبانگ، در آبگوشت در حال جوش یافت می شوند ذرات بنیادی کوارک گلوئون نامیده می شود پلاسمادر LHC با شکستن یکدیگر تشکیل می شود رهبری یون ها دانشمندان امیدوارند با مطالعه دقیق‌تر ذرات X اولیه، دقیق‌ترین تصویری را از منشاء جهان بسازند. آنها یافته های خود را در 19 ژانویه در مجله منتشر کردند نامه معاینه فیزیکی.
متصل: فراتر از هیگز: 5 ذره گریزان که می توانند در کمین جهان هستند
ین-جی لی، نویسنده اصلی، یکی از اعضای همکاری CMS CERN و یک فیزیکدان تجربی ذرات در موسسه فناوری ماساچوست، گفت: «این تازه شروع داستان است. در بیانیه ای گفت. ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم یک سیگنال پیدا کنیم. برای چند سال آینده، می‌خواهیم از پلاسمای کوارک گلوئون برای مطالعه ساختار درونی ذره X استفاده کنیم، که می‌تواند درک ما را از موادی که جهان باید تولید کند تغییر دهد.»
دانشمندان منشأ ذرات X را تنها چند میلیونم ثانیه پس از انفجار بزرگ، زمانی که جهان توسط یک سوپ پلاسمای تریلیون درجه پر از کوارک ها و گلوئون ها بیش از حد گرم شد، ذرات بنیادی که به زودی سرد شدند و به پروتون های پایدارتر ترکیب شدند، می دانند. نوترون ها که امروزه می دانیم.
درست قبل از این سرد شدن سریع، بخش کوچکی از گلوئون ها و کوارک ها با هم برخورد کردند و به هم چسبیدند و ذرات X با عمر بسیار کوتاهی را تشکیل دادند. محققان نمی دانند که چگونه ذرات بنیادی برای تشکیل ساختار ذره X پیکربندی شده اند. اما اگر دانشمندان بتوانند این را بفهمند، درک بسیار بهتری از انواع ذراتی خواهند داشت که در اولین لحظات کیهان فراوان بودند.
محققان LHC برای بازآفرینی شرایط یک جهان در دوران کودکی خود ضربه مثبتی وارد کردند متهم رهبری اتم ها در برابر یکدیگر با سرعت زیاد، آنها را در هم می کوبید تا هزاران ذره دیگر را در یک انفجار لحظه ای پلاسما تولید کنند که شبیه سوپ اولیه آشفته جهان جوان است. این قسمت آسان بود. قسمت سخت، غربال کردن 13 میلیارد برخورد یون پیشانی برای یافتن ذرات X بود.
لی گفت: از نظر تئوری، کوارک‌ها و گلوئون‌های زیادی در پلاسما وجود دارند که تولید ذرات X باید تقویت شود. اما مردم فکر می کردند که جستجوی آنها بسیار دشوار است زیرا ذرات بسیار دیگری در این سوپ کوارک تولید می شود.
اما محققان سرنخ خوبی برای کار با آن داشتند. اگرچه فیزیکدانان ذرات ساختار ذره X را نمی‌دانند، اما می‌دانند که این ذرات باید دارای الگوی بسیار متمایز از فروپاشی باشد، زیرا ذرات «دختری» که ایجاد می‌کند باید در زوایای بسیار متفاوتی نسبت به زوایای تولید شده توسط ذرات دیگر حرکت کنند. این دانش به محققان اجازه داد تا الگوریتمی ایجاد کنند که ویژگی‌های گویای ده‌ها ذره X را انتخاب می‌کند.
جینگ وانگ، فیزیکدان دانشگاه MIT، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «تقریباً غیرقابل تصور است که بتوانیم این 100 ذره را از این مجموعه داده عظیم استخراج کنیم. "هر شب به این فکر می کردم که آیا این واقعاً یک سیگنال است یا نه؟ و در نهایت داده ها می گفتند بله!"
اکنون که محققان امضای ذره X را شناسایی کرده اند، می توانند ساختار داخلی آن را تعیین کنند. پروتون ها و نوترون ها از سه کوارک نزدیک به هم تشکیل شده اند، اما محققان بر این باورند که ذره X بسیار متفاوت به نظر می رسد. حداقل آنها می دانند که ذره جدید شامل چهار کوارک است، اما نمی دانند چگونه آنها به هم متصل می شوند. ذره جدید ممکن است شامل چهار کوارک باشد که به طور مساوی به یکدیگر متصل شده اند، که آن را تبدیل به یک ذره عجیب و غریب به نام تترا کوارک، یا دو جفت کوارک - به نام مزون - می کند که به طور سست به یکدیگر متصل هستند.
"در حال حاضر، داده های ما با هر دو مطابقت دارد [structures] لی گفت، زیرا ما هنوز آمار کافی نداریم. طی چند سال آینده، داده های بسیار بیشتری را می گیریم تا بتوانیم این دو سناریو را از هم جدا کنیم. این دیدگاه ما را در مورد انواع ذراتی که در کیهان اولیه به وفور تولید شده‌اند، گسترش می‌دهد.»
در اصل در Live Science منتشر شده است.