Egy most felfedezett kvarkpár az univerzum kezdetéről árulkodik

Az elmúlt időszakban két izgalmas felfedezés történt a részecskefizikában, amelyek mind a felső kvarkokkal kapcsolatosak. Az első felfedezés az ATLAS kollaborációhoz köthető, míg a második a CMS kollaborációhoz. Ezek a részecskék játszottak központi szerepet mindkét esetben, és mindkettő új perspektívákat nyitott az univerzum korai szakaszának megértésére.

A CERN-ben található Nagy Hadronütköztető (LHC) ATLAS kollaborációjának kutatói egy új felfedezést tettek közzé, amelyben felső kvark-antikvark párokat észleltek ólomatomok ütköztetése során. Ez az első alkalom, hogy ilyen párt megfigyeltek egy ilyen folyamat során. A felfedezés alátámasztja azt a hipotézist, hogy már a világegyetem születésekor is létezett mind a hat kvarkíz a kvark-gluon plazma fázisban, amely az ősrobbanást követően rövid időre jelen volt a világegyetemben, számolt be a Science Alert.

A kvark-gluon plazma olyan anyagállapot, amelyben a részecskék szabadon mozognak, és nem kötődnek protonokhoz vagy neutronokhoz. Ez az állapot rendkívül magas energiájú körülmények között jön létre, például a Nagy Hadronütköztetőben történő ütközések során. A plazma tanulmányozása kihívást jelent, mivel ezek a részecskék rendkívül gyorsan bomlanak, így közvetlenül nem lehet megfigyelni őket. A kutatók ezért a bomlástermékeiket elemzik, hogy információt szerezzenek a kvark-gluon plazma tulajdonságairól.

Illusztráció. Kiemelt kép: depositphotos.com

A CMS kollaboráció szintén a CERN-ben, a Nagy Hadronütköztetővel dolgozik, és egy érdekes jelenséget figyelt meg a felső kvark-antikvark párok termelésében. A kutatók egy olyan felesleget észleltek, amely arra utalhat, hogy létezhet egy új, rendkívül kis méretű kompozit részecske, a topónium. A topónium egy rövid életű kötött állapot lenne, amely egy felső kvark és annak antirészecskéje között jönne létre.

Bár a Phys.org szerint a topónium létezése hosszú ideje spekulatív, a CMS adatai alapján ezzel a hipotézissel most végre érdemes komolyabban foglalkozni. A topónium keresése során a kutatók olyan felesleget találtak a felső párok termelésében, amely a kvantumkromodinamika számításai alapján a topónium létezését valószínűsíti. Azonban más magyarázatokat sem lehet kizárni, például az új Higgs-szerű bozonok jelenlétét, amelyek szintén befolyásolhatják a felső kvark párok termelését.

Mindkét felfedezés fontos lépést jelent a részecskefizika területén. Az ATLAS kollaboráció felfedezése segít megérteni az univerzum első pillanatait, míg a CMS kollaboráció eredményei a topónium létezésére utalnak, ami a legkisebb ismert hadron lenne. Mindkét kutatás további vizsgálatokat igényel, de mindenképpen új perspektívákat nyitnak a kvarkfizika és az Univerzum születésének megértésében.

Érdemes elolvasni:

• Ez történne veled, ha csobbannál egy nukleáris reaktor pihentető medencéjében
• A kutatók szerint ez az egy földi életforma képes lenne megélni a Marson
• Nem is olyan rég két óriási fekete lyuk lehetett a Tejútrendszer középpontjában