A Large Hadron Colliderben végzett ALICE kísérlet most először mérte közvetlenül a "holt kúp" néven ismert jelenséget, lehetővé téve a fizikusok számára, hogy közvetlenül megmérjék egy alapvető részecske, a varázslatos kvark tömegét.
A körülöttünk lévő látható univerzumot alkotó részecskék közül sok valójában kevésbé erős alapvető részecskékből, úgynevezett kvarkokból épül fel. Például a protonok és a neutronok három-három kvarkot tartalmaznak. A kvarkoknak hat különböző „íze” létezik – fel, le, fel, le, furcsa és elvarázsolt – mindegyik különböző tömeggel, forgással és más kvantumtulajdonságokkal. A kvarkok különböző kombinációi különböző részecskéket alkotnak. A kvarkokat ezekben az alkotórészecskékben egy tömeg nélküli részecskén, az úgynevezett gluonon keresztül továbbító erő tartja össze. A kvarkokat és a gluonokat együttesen partonoknak nevezzük.
A svájci Genf melletti CERN nagy hadronütköztetője egy 27 km hosszú alagúton keresztül erős mágneses mezővel 6,8 TEV energiára gyorsítja a protonokat, majd ütköznek egymással. Az ütközések következtében más részecskék kaszkádja képződik, amelyek maguk bocsátanak ki vagy bomlanak még több részecskévé, és így tovább a kaszkádon, ami megvilágíthatja az alapvető fizika szempontjait.
A kvarkok és gluonok különösen egy parton-folyamnak nevezett kaszkádban jönnek létre és szabadulnak fel, ahol a kvarkok gluonokat szabadítanak fel, és maguk a gluonok is képesek más, alacsonyabb energiájú gluonokat felszabadítani.
Az ALICE projekten (A Large Ion Collider Experiment) dolgozó tudósok három évnyi proton-proton ütközésből származó adatokat elemeztek, hogy bizonyítékot találjanak egy holt kúp létezésére. A kvantumkromodinamika vagy a QCD elmélete szerint a holt kúp egy olyan tartomány, ahol bizonyos tömegű és energiájú részecskék nem tudnak gluonokat kibocsátani. "Nagyon nehéz volt közvetlenül megfigyelni a halott kúpot" - mondta Luciano Musa, az ALICE szóvivője sajtónyilatkozatában.
A nehézséghez hozzátartozik, hogy a holt zónát más, proton-proton ütközések során keletkező szubatomi részecskékkel is meg lehet tölteni, és egy parton áramláson keresztüli mozgásának követése nem egyszerű, mert folyamatosan változtatja az irányt.
A probléma megoldására a tudósok kifejlesztettek egy módszert, amellyel vissza tudták tekercselni a parton-folyamok felvételeit az időben, lehetővé téve számukra, hogy meghatározzák, hol és mikor szabadultak fel a patak melléktermékei. Különösen olyan áramlásokat kerestek, amelyek egy elbűvölő kvarkot tartalmaznak. Felboncolva őket, a tudósok felfedezték a parton áramlások során kibocsátott gluonsugárzás mintázatában azt a területet, ahol a gluonsugárzást elnyomták. Ez egy halott kúp.
A lelet nemcsak azért fontos, mert megerősíti a QCD-jóslatot, hanem azért is, mert immár közvetlenül is megmérhető a bűbájos kvark tömege, amely az elmélet és a közvetett mérések szerint 1,275+/-25 MeV/c^2 . A QCD szerint a holt kúp közvetlenül kapcsolódik a parton tömeghez, és a tömeg nélküli részecskék nem alkothatnak holt kúpot. A halott kúp felfedezése a kvarkfizika új korszaka előtt nyithatja meg az utat.
Segíthet Ukrajnának az orosz megszállók elleni küzdelemben. Ennek legjobb módja, ha adományokat adományoz az ukrán fegyveres erőknek ezen keresztül Savelife vagy a hivatalos oldalon keresztül NBU.
Olvassa el még:
- A CERN jóváhagyta a 100 kilométeres ütköző megépítésének projektjét 23 milliárd dollárért
- Három év kihagyás után ismét piacra dobták a Large Hadron Collidert