Pixabay License. Volné pro komerční užití

V kvark-gluonovém plazmatu poprvé zachytili částici X

Krátce po velkém třesku se kvarky spojovaly do mnoha různých částic, z nichž se po ochlazení ukázaly být stabilní pouze protony a neutrony tvořící běžnou hmotu. V plazmatu horkém biliony (trillions) stupňů se podle všeho vyskytovaly i tzv. částice X.
Dnes jsou tyto částice X velmi vzácné, i když podle některých názorů mohou vznikat v urychlovačích částic slučováním kvarků. Vědci z MIT a dalších pracovišť nyní našli důkazy o existenci částic X v kvark-gluonovém plazmatu ve Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v CERNu. Tým použil techniky strojového učení k prověření více než 13 miliard srážek těžkých iontů, z nichž každá vyprodukovala desítky tisíc nabitých částic. V této ultrahusté polévce vysokoenergetických částic se výzkumníkům podařilo vyčlenit asi 100 částic typu X (3872), kdy pojmenování v závorce podle odhadované hmotnosti částice (v MeV/c na 2). Jedná se o vůbec první detekci těchto částic v kvark-gluonovém plazmatu. Dalším cílem je zkoumat vnitřní strukturu částice X.
V posledních letech bylo objeveno několik tetrakvarků (proton a neutron se skládají ze 3 kvarků). Také částice X bude zřejmě složena ze 4 kvarků; nemusí jít ovšem o „kompaktní“ tetrakvark, ale mohlo by se také jednat o částici složenou ze dvou slaběji vázaných mezonů (ty se samy o sobě skládají ze 2 kvarků, respektive kvarku a antikvarku).
Částice X (3872) byla poprvé (zřejmě) zachycena v roce 2003 experimentem Belle na urychlovači částic v Japonsku při rozbíjení vysokoenergetických elektronů a pozitronů. V tomto prostředí se však vzácné částice X rozpadaly příliš rychle na to, aby vědci mohli podrobně zmapovat jejich strukturu. Byla vyslovena hypotéza, že X (3872) a další exotické částice by mohly být lépe prozkoumány v kvark-gluonovém plazmatu.
Hlavní autor nové studie Yen-Jie Lee z MITu uvádí, že v plazmatu je tolik kvarků a gluonů, že by mohl vznikat i slušný počet částic X. Skeptici ale namítali, že v příslušné polévce vzniká současně i tolik jiných částic, že by je šlo stejně těžko najít. Nová studie je založena na analýze dat z LHC z roku 2018, kdy při 13 miliardách srážek iontů olova vznikalo obrovské množství (quadrillions v původní tiskové zprávě v angličtině) částic, které se rychle ochlazovaly a rozpadaly.
Vědci ale vycvičili algoritmus strojového učení k tomu, aby i v tomto chaosu dokázal odstínit pozadí a zaznamenat pouze částici X; respektive ne přímo ji, ale její dceřiné částice a charakteristické úhly jejich drah. Tento pík při určité hmotnosti/energii odpovídal částici X (3872). Podobných signálů se podařilo z dat „vyhrabat“ dokonce hned 100.
V plánu je, jak již bylo řečeno, dále zkoumat strukturu částice X (3872). Jde-li o pevně vázaný tetrakvark, měla by se rozpadat pomaleji než v případě, že by se jednalo o slaběji vázanou dvojici mezonů.

A. M. Sirunyan et al, Evidence for X(3872) in Pb-Pb Collisions and Studies of its Prompt Production at sNN=5.02 TeV, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.032001
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org

Dlouhověcí papoušci jsou chytřejší

Inteligence a délka dožití příslušného druhu spolu obecně nějak korelují, protože obě tyto vlastnosti jsou …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close