برای اولین بار، آزمایش ALICE در برخورد دهنده بزرگ هادرون به طور مستقیم پدیده ای به نام "مخروط مرده" را اندازه گیری کرد و به فیزیکدانان اجازه داد تا جرم یک ذره بنیادی، کوارک جذاب را اندازه گیری کنند.
بسیاری از ذراتی که جهان مرئی اطراف ما را تشکیل می‌دهند، در واقع ذرات تشکیل‌دهنده‌ای هستند که از ذرات بنیادی کمتر قدرتمندی به نام کوارک‌ها ساخته شده‌اند. به عنوان مثال، پروتون ها و نوترون ها هر کدام دارای سه کوارک هستند. شش "طعم" مختلف از کوارک ها وجود دارد - بالا، پایین، بالا، پایین، عجیب و مسحور - هر کدام با جرم ها، اسپین ها و سایر خواص کوانتومی متفاوت. ترکیب های مختلف کوارک ها ذرات مختلفی را تشکیل می دهند. کوارک ها در این ذرات تشکیل دهنده توسط نیرویی که از طریق یک ذره بی جرم به نام گلوئون منتقل می شود، کنار هم نگه داشته می شوند. در مجموع، کوارک ها و گلوئون ها به عنوان پارتون شناخته می شوند.
برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن در نزدیکی ژنو سوئیس، پروتون ها را با میدان های مغناطیسی قوی از طریق تونلی به طول 27 کیلومتر به انرژی 6,8 TEV شتاب می دهد و پس از آن با یکدیگر برخورد می کنند. در نتیجه برخوردها، آبشاری از ذرات دیگر تشکیل می‌شود که خود ساطع می‌کنند یا به ذرات بیشتری تبدیل می‌شوند، و به همین ترتیب در آبشار، که می‌تواند جنبه‌هایی از فیزیک بنیادی را روشن کند.
به طور خاص، کوارک‌ها و گلوئون‌ها در آبشاری به نام جریان پارتون ایجاد و آزاد می‌شوند، جایی که کوارک‌ها گلوئون‌ها را آزاد می‌کنند و خود گلوئون‌ها می‌توانند گلوئون‌های با انرژی پایین‌تر را آزاد کنند.
دانشمندانی که بر روی پروژه ALICE (آزمایش برخورد دهنده یون بزرگ) کار می کنند، داده های سه سال از برخورد پروتون-پروتون را برای یافتن شواهدی از وجود مخروط مرده تجزیه و تحلیل کردند. بر اساس تئوری کرومودینامیک کوانتومی یا QCD، مخروط مرده ناحیه ای است که پارتون هایی با جرم و انرژی معین نمی توانند گلوئون ساطع کنند. لوچیانو موسا، سخنگوی ALICE در بیانیه مطبوعاتی گفت: "مشاهده مستقیم مخروط مرده بسیار چالش برانگیز بود."
بخشی از دشواری این است که منطقه مرده را می توان با ذرات زیراتمی دیگری که در برخورد پروتون-پروتون ایجاد می شوند پر کرد و ردیابی حرکت پارتون در جریان آسان نیست زیرا دائماً در حال تغییر جهت است.
برای حل این مشکل، دانشمندان روشی ابداع کردند که با استفاده از آن توانستند ضبط‌های جریان‌های پارتون را به عقب برگردانند و به آنها اجازه دهند محل و زمان انتشار محصولات جانبی جریان را تعیین کنند. به طور خاص، آنها به دنبال جریان هایی بودند که شامل یک کوارک جذاب بود. دانشمندان با تشریح آنها، در الگوی تشعشعات گلوئونی ساطع شده در جریان جریان های پارتون، منطقه ای که تشعشعات گلوئون در آن سرکوب می شد، کشف کردند. این یک مخروط مرده است.
این یافته نه تنها به این دلیل مهم است که پیشگویی QCD را تأیید می کند، بلکه به این دلیل که اکنون می توان به طور مستقیم جرم کوارک افسون شده را اندازه گیری کرد، که طبق تئوری و اندازه گیری های غیرمستقیم، 1,275+/-25 MeV/c^2 است. . طبق QCD، مخروط مرده به طور مستقیم با جرم پارتون مرتبط است و ذرات بدون جرم نمی توانند مخروط مرده را تشکیل دهند. کشف مخروط مرده می تواند راه را برای عصر جدیدی از فیزیک کوارک هموار کند.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
همچنین بخوانید:
- سرن پروژه ساخت یک برخورددهنده 100 کیلومتری را به ارزش 23 میلیارد دلار تایید کرد
- برخورد دهنده بزرگ هادرون پس از سه سال وقفه دوباره به فضا پرتاب شد