در اولین میلیونیم ثانیه پس از بیگ بنگ، جهان یک پلاسمای دوار تریلیون درجه از کوارک ها و گلوئون ها بود - ذرات بنیادی که قبل از سرد شدن و ته نشین شدن در پیکربندی های پایدارتر برای تولید نوترون ها و پروتون ها به طور خلاصه در ترکیب های بی شماری با هم ادغام می شوند. از ماده معمولی
در هرج و مرج قبل از سرد شدن، برخی از این کوارک ها و گلوئون ها به طور تصادفی با هم برخورد کردند و ذرات کوتاه مدت "X" را تشکیل دادند که به دلیل ساختار مرموز و ناشناخته آنها به این نام نامگذاری شد. امروزه، ذرات X بسیار نادر هستند، اگرچه فیزیکدانان حدس می‌زنند که می‌توانند در شتاب‌دهنده‌های ذرات با ادغام کوارک ایجاد شوند، جایی که برخوردهای پرانرژی می‌توانند فلاش‌های مشابهی از پلاسمای کوارک-گلوئون ایجاد کنند.
اکنون فیزیکدانان آزمایشگاه علوم هسته‌ای مؤسسه فناوری ماساچوست و جاهای دیگر شواهدی از ذرات X در پلاسمای کوارک گلوئون تولید شده در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) در سرن، سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای در نزدیکی ژنو، سوئیس، یافته‌اند.
این تیم از تکنیک های یادگیری ماشینی برای از بین بردن بیش از 13 میلیارد برخورد یونی سنگین استفاده می کند که هر کدام ده ها هزار ذره باردار تولید می کنند. در میان این سوپ ذرات فوق متراکم و پرانرژی، محققان توانستند حدود 100 ذره X را از نوع X (3872) استخراج کنند که نام آن بر اساس جرم ذرات محاسبه شده است.
نتایج این هفته در نامه معاینه فیزیکیتوجه داشته باشید اولین باری است که محققان ذرات X را در پلاسمای کوارک گلوئون کشف کردند - محیطی که امیدوارند ساختار هنوز ناشناخته این ذرات را روشن کند.
ین جی لی، دانشیار فیزیک در موسسه فناوری ماساچوست در سال 1958، می گوید: «این تازه شروع داستان است. ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم یک سیگنال پیدا کنیم. برای چند سال آینده، می‌خواهیم از پلاسمای کوارک گلوئون برای مطالعه ساختار درونی ذره X استفاده کنیم، که می‌تواند درک ما را از موادی که جهان باید تولید کند تغییر دهد.»
این مطالعه توسط اعضای CMS Collaboration، یک تیم بین المللی از دانشمندان که کار و جمع آوری داده ها را از الکترومغناطیسی فشرده میون، یکی از آشکارسازهای ذرات LHC، انجام داده اند.
ذرات پلاسما
اجزای سازنده اصلی ماده نوترون و پروتون هستند که هر کدام از سه کوارک به هم پیوسته تشکیل شده اند.
لی می‌گوید: «سال‌ها فکر می‌کردیم که طبیعت بنا به دلایلی، ذرات ساخته شده از دو یا سه کوارک را انتخاب کرده است.
اخیراً فیزیکدانان شروع به دیدن نشانه‌هایی از «تترکوارک‌های» عجیب و غریب کرده‌اند - ذرات ساخته شده از ترکیب نادر چهار کوارک. دانشمندان گمان می کنند که X (3872) یا یک تتراکارک فشرده یا یک نوع کاملاً جدید از مولکول است که نه از اتم بلکه از دو مزون به هم متصل شده است - ذرات زیر اتمی که خود از دو کوارک ساخته شده اند.
X (3872) اولین بار در سال 2003 توسط آزمایش Belle، یک برخورد دهنده ذره ای در ژاپن که الکترون ها و پوزیترون های پرانرژی را تجزیه می کند، کشف شد. با این حال، در این محیط، ذرات نادر خیلی سریع تجزیه می شوند که دانشمندان نمی توانند ساختار آنها را با جزئیات مطالعه کنند. پیشنهاد شده است که X (3872) و سایر ذرات عجیب و غریب ممکن است در پلاسمای کوارک-گلئون بهتر روشن شوند.
لی گفت: از نظر تئوری، کوارک‌ها و گلوئون‌های زیادی در پلاسما وجود دارند که تولید ذرات X باید تقویت شود. "اما مردم فکر می کردند که جستجوی آنها بسیار دشوار است زیرا ذرات بسیار دیگری در این سوپ کوارک تولید می شود.
"واقعا سیگنال"
در مطالعه جدید خود، لی و همکارانش به دنبال نشانه هایی از ذرات X در پلاسمای کوارک-گلئون تولید شده توسط برخورد یون های سنگین در برخورد دهنده بزرگ هادرون سرن بودند. آنها تجزیه و تحلیل خود را بر اساس مجموعه داده های LHC در سال 2018 انجام دادند که شامل بیش از 13 میلیارد برخورد یون سرب بود که هر کدام کوارک ها و گلوئون ها را آزاد کردند که پراکنده و ادغام شدند تا قبل از سرد شدن و متلاشی شدن بیش از یک چهار میلیارد ذره کوتاه مدت تشکیل دهند.
لی گفت: زمانی که پلاسمای کوارک گلوئون تشکیل و سرد می شود، ذرات زیادی تشکیل می شود، پس زمینه بسیار بزرگ می شود. بنابراین ما مجبور شدیم این پس زمینه را بشکنیم تا در نهایت بتوانیم ذرات X را در داده های خود ببینیم.
برای انجام این کار، تیم از یک الگوریتم یادگیری ماشینی استفاده می کند که آنها را برای انتخاب الگوهای فروپاشی ذرات X آموزش می دهد. به محض اینکه ذرات در پلاسمای کوارک-گلئون تشکیل می شوند، به سرعت به ذرات «دختری» تجزیه می شوند که پراکنده می شوند. برای ذرات X، این الگوی فروپاشی یا توزیع زاویه ای با تمام ذرات دیگر متفاوت است.
محققان به رهبری Jing Wang، همکار فوق دکترای MIT، متغیرهای کلیدی را شناسایی کرده اند که شکل الگوی فروپاشی ذرات X را توصیف می کند. آنها یک الگوریتم یادگیری ماشینی را برای تشخیص این متغیرها آموزش دادند و سپس داده های واقعی از آزمایش های برخورد LHC را به الگوریتم ارائه کردند. این الگوریتم قادر به فیلتر کردن یک مجموعه داده بسیار متراکم و پر سر و صدا برای انتخاب متغیرهای کلیدی است که احتمالاً نتیجه تجزیه ذرات X هستند.
وانگ گفت: «ما توانستیم پس‌زمینه را با یک مرتبه بزرگی کاهش دهیم تا سیگنال را ببینیم.
محققان سیگنال ها را تقریب زدند و یک اوج را در یک جرم خاص مشاهده کردند که نشان دهنده حضور X (3872) ذرات، در مجموع حدود 100 است.
لی، که همراه با وانگ، بازرسی های متعددی را برای تایید مشاهدات خود انجام دادند، گفت: «تقریباً غیرقابل تصور است که بتوانیم این 100 ذره را از این مجموعه عظیم داده استخراج کنیم.
وانگ به یاد می آورد: «هر شب فکر می کردم که آیا این واقعاً یک سیگنال است یا نه؟ و در نهایت داده ها گفتند بله!
طی یکی دو سال آینده، محققان قصد دارند داده‌های بیشتری را جمع‌آوری کنند که می‌تواند به روشن شدن ساختار ذره X کمک کند. اگر این ذره یک تترا کوارک با پیوند محکم باشد، باید کندتر از زمانی که یک مولکول با پیوند سست باشد تجزیه شود. اکنون که تیم نشان داده است که ذرات X را می توان در پلاسمای کوارک گلوئون شناسایی کرد، آنها قصد دارند این ذره پلاسمای کوارک-گلئون را با جزئیات بیشتری برای تعیین ساختار ذره X مطالعه کنند.
«در حال حاضر، داده‌های ما با هر دو مطابقت دارد، زیرا هنوز آمار کافی نداریم. لی گفت: «طی چند سال آینده، ما داده‌های بسیار بیشتری دریافت خواهیم کرد تا بتوانیم این دو سناریو را از هم جدا کنیم. این امر دیدگاه ما را نسبت به انواع ذراتی که در جهان اولیه به وفور تولید شده‌اند، گسترش می‌دهد.»
نقل قول: اولین کشف ذرات عجیب و غریب «X» در پلاسمای کوارک-گلئون (2022، 21 ژانویه)، بازیابی شده در 22 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-exotic-particles-quark -gluon- plasma.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- برندگان و بازندگان کالج بسکتبال را offseason
- حاشیه خبرنگاران ممکن است تغییر شکل های تلویزیون در, بازی, بدون, طرفداران
- نوتردام خارج از میزبانی اولین مناظره ریاست جمهوری به دلیل COVID-19 محدودیت
- رکس Nutting: NBER اشتباه است — رکود اقتصادی آغاز شد و در ماه مارس فوریه
- آنچه رفت را اشتباه در جنوب, اولین COVID-19 سنبله است و این منطقه آماده شود ؟
- Mashiro Tanaka فراهم می کند اول خود را افزایش یانکی ها چرخش
- اروپا بازار: سهام اروپا لغزش در میان coronavirus واکسن شک و تردید