Новости космоса и технологий. » Физика » Свидетельства наличия топ-кварков в столкновениях тяжелых ядер

Свидетельства наличия топ-кварков в столкновениях тяжелых ядер

Опубликовал: Admin, 13-10-2020, 01:01, Физика, 67, 0

Свидетельства наличия топ-кварков в столкновениях тяжелых ядер

Результат недавнего исследования, проведенного коллаборацией CMS, открывает путь для изучения новым и уникальным способом экстремального состояния материи, которое, как считается, существовало вскоре после Большого взрыва. Коллаборация увидела доказательства того, что топ-кварки сталкиваются между тяжелыми ядрами на Большом адронном коллайдере (LHC).

Это не первый раз, когда эта особая частица - самая тяжелая из известных элементарных частиц - появляется на коллайдерах частиц. Верх кварк впервые наблюдался в протон-антипротонных столкновениях на коллайдере Тэватрон 25 лет назад, и с тех пор был обнаружен и изучен в протон-протонных и протон-ядерных столкновениях на LHC. Но новое открытие, описанное в статье, только что принято к публикации в Письма о физических проверках , несомненно, заинтересует экспериментаторов и теоретиков за анализ топ-кварков в тяжелые ядра Столкновения предлагают новый и уникальный способ изучения кварка - глюон плазма, которая образуется в этих столкновениях и, как полагают, существовала в первые моменты существования Вселенной. Кроме того, такой анализ мог бы пролить новый свет на устройство кварков и глюонов внутри тяжелых ядер.

Нет особой нехватки частиц или зондов, с помощью которых можно было бы исследовать кварк-глюонную плазму. В экспериментах на LHC уже давно используются несколько типов частиц для изучения свойств этого экстремального состояния материи, в котором кварки и глюоны не заключены в составные частицы, а вместо этого блуждают как частицы в жидкости с малым сопротивлением трению. Но все существующие датчики предоставляют усредненную по времени информацию о плазме. В отличие от этого, топ-кварк, благодаря особому способу, которым он трансформируется или распадается на другие частицы, может обеспечивать снимки плазмы в разное время ее жизни.

«Быстродвижущиеся топ-кварки предоставляют снимки в более позднее время. Собирая снимки, сделанные с топ-кварками в диапазоне различных скоростей, мы надеемся, что в конечном итоге будет возможно создать фильм об эволюции кварк-глюонной плазмы», - объясняет ЦЕРН. основанный исследователь Гильерме Милхано, который является соавтором теоретического исследования по исследованию кварк-глюонной плазмы с помощью топ-кварков. «Новый результат CMS представляет собой самый первый шаг на этом пути».

Коллаборация CMS увидела доказательства наличия топ-кварков в большой выборке данных по столкновениям свинец-свинец при энергии 502 ТэВ. Команда искала столкновения с образованием топ-кварка и топ-антикварка. Эти кварки очень быстро распадаются на W-бозон и нижний кварк, которые, в свою очередь, также очень быстро распадаются на другие частицы. Физики CMS искали частный случай, в котором конечными продуктами распада являются заряженные лептоны (электроны или их более тяжелые мюоны) и «струи» множества частиц, происходящих из нижних кварков.

После выделения и подсчета этих вершин - антитоп столкновение CMS оценила вероятность столкновений свинца и свинца с образованием пар верх-антитоп через заряженные лептоны и нижние кварки. Результат имеет статистическую значимость около четырех стандартных отклонений, поэтому он еще не превышает порогового значения в пять стандартных отклонений, необходимых для утверждения о наблюдении образования топ-кварка. Но он представляет собой серьезное свидетельство процесса - вероятность того, что результат является статистической случайностью, составляет всего 0003%. Более того, результат согласуется с теоретическими предсказаниями, а также с экстраполяциями из предыдущих измерений вероятности протон-протонных столкновений при той же энергии столкновения.

«Наш результат демонстрирует способность эксперимента CMS проводить исследования топ-кварков в сложной среде столкновений тяжелых ядер, - говорит физик CMS Георгиос Кринтирас, постдокторский исследователь из Канзасского университета, - и это первая ступенька в с использованием top-кварка в качестве нового и мощного зонда кварк-глюонной плазмы ».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии