Forskare har återskapat universums födelse och upptäckt de mystiska "X-partiklarna"

Fysikerna vid European Centre for Nuclear Research genomförde Bevis för X(3872) i Pb-Pb-kollisioner och studier av dess snabba produktion vid √ s N N = 5,02 TeV vid experimentet Large Hadron Collider för att återskapa kvarg-gluonplasman. Detta är ett speciellt materiatillstånd där universum befann sig i de första ögonblicken efter Big Bang.

I de tillstånd vi är vana vid består materia av molekyler, och de är av atomer. Atomer inkluderar i sin tur en kärna av positiva protoner och neutrala neutroner, såväl som negativt laddade elektroner.

Vid extremt höga temperaturer sönderfaller kärnan till protoner och neutroner. De består i sin tur av kvarkar förbundna med gluoner - elementarpartiklar som inte har någon massa och är vektorgage-bosoner.

Vid ultrahöga partikelenergier (som faktiskt bestämmer temperaturer i nivå med biljoner grader), separeras kvarkar och gluoner. En kvarg-gluonplasma bildas Tunga joner och kvarg-gluonplasmadär kvarkar och gluoner rör sig oberoende av varandra.

Vid Large Hadron Collider har fysiker accelererat protoner och neutroner från 13 miljarder blyatomer till maximala hastigheter. Partiklarna kraschade in i varandra och en kvarg-gluonplasma bildades, som varade i flera miljarddelar av en sekund.

Efter att ha analyserat experimentella data med hjälp av ett neuralt nätverk upptäckte forskare omkring hundra ovanliga mesoner X (3872). Dessa är instabila partiklar, som består av lika många kvarkar och antikvarkar, existerar i upp till flera hundra miljondelar av en sekund och detekteras vanligtvis bara i form av fragment. Men ett sådant antal mystiska "partiklar X" kunde inte erhållas tidigare.

Uppsättningen av kvantegenskaper X (3872) visade sig vara ovanlig för mesoner i allmänhet. De passar inte in i kvarkmodellen som Gell-Mann och Zweig föreslog 1964, som beskriver materiens struktur och bildning.

Studiet av X-partiklar bör komplettera kvarkmodellen. I allmänhet är detta inte det första fallet när teorin inte sammanföll med resultaten av experiment, och detta ger varje gång upphov till nya skäl för vetenskaplig forskning.

Det är viktigt att forskare nu vet hur man får ett tillräckligt stort antal X mesoner i kvarg-gluonplasma och analyserar data om dem med hjälp av intelligenta algoritmer. Detta kommer att hjälpa till att mer exakt beskriva de första ögonblicken av universums existens efter Big Bang och att bättre förstå de processer som ledde det till dess nuvarande tillstånd.