W CERN odkryto, jak kwarki zaburzają pierwotną plazmę — ScienceDaily

Naukowcy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów CERN w Szwajcarii odkryli oznaki falowego śladu, jaki wysokoenergetyczne kwarki pozostawiają w plazmie kwarkowo-gluonowej. Obserwacje wskazują, że ta ultrarozgrzana forma materii reaguje zbiorowo na ruch cząstek podobnie jak ciecz, a nie jest zbiorem niezależnie rozpraszanych cząstek, informuje ScienceDaily.

Jak szukano śladu kwarka

Plazma kwarkowo-gluonowa to stan materii, w którym kwarki i gluony istniały w pierwszych mikrosekundach po początku Wszechświata. W zderzaczu jest ona na krótko odtwarzana podczas zderzeń ciężkich jonów, w tym ołowiu, rozpędzonych niemal do prędkości światła. Powstałe krople takiej materii istnieją krócej niż jedną kwadrylionową część sekundy, dlatego ich właściwości określa się na podstawie rozkładu cząstek powstających po zderzeniu.

Wcześniejsze poszukiwania koncentrowały się na parach kwark–antykwark, jednak ich ślady mogły nakładać się na siebie. Nowa metoda polegała na wyborze zdarzeń, w których kwark poruszał się niemal w kierunku przeciwnym do bozonu Z — neutralnej cząstki elementarnej, która słabo oddziałuje z plazmą. Umożliwiło to wykorzystanie bozonu Z jako punktu odniesienia do określenia kierunku ruchu kwarka.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Analiza miliardów zderzeń

Zespół, w którego skład weszli uczestnicy współpracy CMS, przeanalizował dane z 13 miliardów zderzeń ciężkich jonów. W około 2 tysiącach przypadków fizycy zarejestrowali powstanie bozonu Z. Dla tych zdarzeń zbadali rozkład energii w plazmie i wykryli struktury przypominające rozpryski oraz wiry po stronie przeciwnej do ruchu bozonu Z.

Ponieważ bozon Z niemal nie oddziałuje z plazmą, badacze wiążą wykryte zaburzenia z ruchem pojedynczego kwarka. Wyniki są również zgodne z modelem hybrydowym, według którego energetyczny strumień kwarków powinien zaburzać plazmę i tworzyć za sobą falowy ślad. Autorzy pracy planują zastosować tę metodę do dodatkowych danych, aby mierzyć rozmiary, prędkość rozchodzenia się i czas trwania takich zaburzeń. Badanie opublikowano w czasopiśmie Physics Letters B.

Czytaj nas na Telegram i Sends