Mrtvé kužely u partonové spršce, která začíná u kvarku c (půvabný, charm). G označuje vyzařované gluony. Credit: CERN

V CERNu změřili hmotnost kvarku c a kužel partonové spršky

Vědci z projektu ALICE na urychlovači LHC v CERNu poprvé přímo pozorovali tzv. mrtvý kužel (dead-cone effect), který patří k základním předpovědím teorie silné interakce. Kromě toho také získali přímý experimentální přístup k měření kvarku c (půvabný, charm) v jeho izolované podobě, tedy předtím, než ho silná interakce slepila do hadronů.
Přímé pozorování mrtvého kužele je náročné, bylo třeba využít data z proton-protonových srážek shromažďovaná tři roky a sofistikované analytické techniky.
Kvarky a gluony, souhrnně nazývané partony, vznikají při srážkách částic včetně srážek mezi protony. Po svém vzniku procházejí partony kaskádou událostí zvanou partonová sprška, při níž ztrácejí energii vyzařováním záření v podobě gluonů. (Gluony rovněž vyzařují gluony.) Vzor záření této spršky závisí na hmotnosti partonu emitujícího gluon; přitom platí, že kolem směru letu partonu je emise gluonů potlačena. To je právě onen mrtvý kužel (viz obrázek/obrázky). Jeho existence byla předpovězena již před asi 30 lety z fundamentálních principů teorie silné interakce. Pozorovat jej přímo se však až dosud nikomu nepodařilo – mrtvý kužel může být totiž vyplněn jinými částicemi (přiletěly odjinud nebo jde o částici vzniklou přeměnou partonu) a navíc parton mění směr letu (opět viz obrázek).


Jak partonová sprška postupuje, gluony jsou emitovány pod menším úhlem a energie kvarku klesá, což vede k větším mrtvým kuželům potlačené emise gluonů. Credit: CERN

V rámci projektu ALICE se nyní podařilo spršku „pozorovat“ zpět v čase z konečných produktů, respektive signálů, které byly zaznamenány na detektorech.

Vědci byli schopni identifikovat jet vytvořený kvarkem c a vysledovat celou historii emisí gluonů tohoto kvarku. Podoba kuželu přitom odpovídá hmotnosti kvarku c (kvarky, jejichž hmotnost se blíží nule, mrtvé kužely skoro nemají). Podobné přímé měření hmotnosti samotného kvarku se zatím podařilo jen u u nejtěžšího kvarku t (top, svrchní). Ostatní kvarky jsou pro nás obvykle „uzavřeny“ do složených částic, slepené gluony.

ALICE Collaboration, Direct observation of the dead-cone effect in quantum chromodynamics, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04572-w
Zdroj: CERN / Phys.org

Týden na ITBiz: Umělá inteligence prý narazí na meze matematických paradoxů

Gartner předpovídá, že celosvětové dodávky PC letos klesnou o 9,5 %. Bitcoin ve čtvrtletí klesl …

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