Wissenschaftler haben die Geburt des Universums nachgestellt und die mysteriösen „X-Teilchen“ entdeckt
Verschiedenes / / January 24, 2022
Sie passen nicht in bestehende physikalische Theorien und verschwinden sehr schnell.
Die Physiker des Europäischen Zentrums für Kernforschung durchgeführt Beweis für X(3872) in Pb-Pb-Kollisionen und Studien seiner prompten Produktion bei √ s N N = 5,02 TeV am Large Hadron Collider-Experiment, um das Quark-Gluon-Plasma nachzubilden. Dies ist ein besonderer Zustand der Materie, in dem sich das Universum in den ersten Augenblicken nach dem Urknall befand.
In den Zuständen, an die wir gewöhnt sind, besteht Materie aus Molekülen und sie aus Atomen. Atome wiederum enthalten einen Kern aus positiven Protonen und neutralen Neutronen sowie negativ geladenen Elektronen.
Bei extrem hohen Temperaturen zerfällt der Atomkern in Protonen und Neutronen. Sie wiederum bestehen aus Quarks, die durch Gluonen verbunden sind – masselose Elementarteilchen, die Vektor-Eichbosonen sind.
Bei ultrahohen Teilchenenergien (die tatsächlich Temperaturen im Bereich von Billionen Grad bestimmen) trennen sich Quarks und Gluonen. Es entsteht ein Quark-Gluon-Plasma
Schwere Ionen und Quark-Gluon-Plasmawo sich Quarks und Gluonen unabhängig voneinander bewegen.Am Large Hadron Collider haben Physiker Protonen und Neutronen aus 13 Milliarden Bleiatomen auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigt. Die Teilchen prallten aufeinander, und es bildete sich ein Quark-Gluon-Plasma, das mehrere Milliardstel Sekunden andauerte.
Nach der Analyse der experimentellen Daten mit einem neuronalen Netzwerk entdeckten die Wissenschaftler etwa hundert ungewöhnliche Mesonen X (3872). Das sind instabile Teilchen, die zu gleichen Teilen aus Quarks und Antiquarks bestehen, bis zu mehreren hundertmillionstel Sekunden existieren und meist nur in Form von Fragmenten nachgewiesen werden. Aber eine solche Anzahl mysteriöser "Teilchen X" konnte vorher nicht erhalten werden.
Der Satz von Quanteneigenschaften X (3872) erwies sich als ungewöhnlich für Mesonen im Allgemeinen. Sie passen nicht in das von Gell-Mann und Zweig 1964 vorgeschlagene Quark-Modell, das den Aufbau und die Entstehung von Materie beschreibt.
Die Untersuchung von X-Teilchen sollte das Quark-Modell ergänzen. Im Allgemeinen ist dies nicht der erste Fall, in dem die Theorie nicht mit den Ergebnissen der Experimente übereinstimmt, und dies führt jedes Mal zu neuen Gründen für die wissenschaftliche Forschung.
Es ist wichtig, dass Wissenschaftler jetzt wissen, wie man eine ausreichend große Anzahl von X-Mesonen in Quark-Gluon-Plasma bekommt und Daten darüber mit intelligenten Algorithmen analysiert. Dies wird dazu beitragen, die ersten Momente der Existenz des Universums nach dem Urknall genauer zu beschreiben und die Prozesse besser zu verstehen, die es zu seinem heutigen Zustand geführt haben.
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