Sciencemag.cz
Doporučujeme
Neočekávaný rys ve srážkách protonů s protony, který byl dříve pozorován experimentem CMS na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v CERNu, nyní potvrdil i jeho sesterský experiment ATLAS.
Výsledek naznačuje, že kvarky top (t, svrchní – ze všech elementárních částic nejtěžší a s nejkratší dobou života) se mohou na okamžik spárovat se svými protějšky z antihmoty a vytvořit kvazivázaný stav, tzv. toponium.
Při vysokoenergetických srážkách protonů na urychlovači LHC běžně vznikají páry kvarku a antikvarku top Měření pravděpodobnosti („průřez reakce“) tohoto procesu je důležitým testem Standardního modelu částicové fyziky a zároveň nadějným způsobem pátrání po existenci nových částic, které tato teorie nepopisuje.
Nová studie navazuje na straší výzkum v projektu CMS.
Viz také: Toponium: V CERNu možná objevili nejmenší složenou částici
Kvark top je typicky osamělý. Zatímco ostatní kvarky se mohou spojovat do vázaných stavů (hadronů), extrémně krátká životnost kvarku top znamená, že se obvykle rozpadá téměř okamžitě – tj. zaniká dříve, než může vytvořit vázaný stav. Kvantová mechanika však umožňuje, aby dvojice kvarku a antikvarku top občas přežila dostatečně dlouho na to, aby si, pokud oba vzniknou vůči sobě téměř v klidu, mohly vyměnit gluony (nosiče silné interakce), což je spojí do toponia.
Při zkoumání celého souboru dat z druhého běhu urychlovače LHC shromážděných v letech 2015 až 2018 nyní kolaborace ATLAS zaznamenala stejný jev jako předtím CMS. Základní příčina jevu ovšem úplně jistá není. Alternativní možností vzniku toponia (vedle „přímého sloučení“) by mohla být například existence nové částice s hmotností blízkou dvojnásobku hmotnosti kvarku top, která vzniká ve srážkách mezi gluony a rozpadá se na pár kvark-antikvark top.
ATLAS Collaboration 2025 (ATLAS-CONF-2025-008): Observation of a cross-section enhancement near the t¯t production threshold in √s=13 TeV pp collisions with the ATLAS detector.
https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/CONFNOTES/ATLAS-CONF-2025-008/
Zdroj: CERN/Phys.org, přeloženo / zkráceno
