De Large Hadron Collider vindt bewijs van 3 nooit eerder vertoonde deeltjes

Natuurkundigen zeggen bewijs gevonden te hebben in gegevens uit Europa Large Hadron Collider Voor drie sets quarks die nog nooit eerder zijn gezien, net op het moment dat ’s werelds grootste deeltjesvernietiger een nieuwe ronde van hoogenergetische experimenten begint.

De drie exotische soorten deeltjes – waaronder twee groepen van vier quarks, bekend als quarks, en een eenheid van vijf quarks die pentaquark wordt genoemd – zijn perfect compatibel met Standaard vormde oude theorie die de structuur van atomen beschrijft.

Daarentegen hopen wetenschappers dat de huidige werking van de LHC fysiek bewijs zal opleveren buiten het bereik van Standaard vorm Om de aard van mysterieuze verschijnselen te verklaren, zoals: donkere materie. Dit bewijs zou kunnen wijzen op: Nieuwe reeksen subatomaire deeltjesof zelfs Extra dimensies in onze wereld.

LHC is drie jaar stilgelegd om zijn systemen te moderniseren om ongekende energieniveaus aan te kunnen. Deze sluiting eindigde in aprilSindsdien bereiden wetenschappers en ingenieurs van het CERN-onderzoekscentrum aan de Frans-Zwitserse grens zich voor om de wetenschappelijke operaties vandaag te hervatten.

Het controlecentrum van CERN bruiste toen de LHC begon aan zijn derde ronde van gegevensverzameling en -analyse.

“Het is nu een magisch moment”, zegt Fabiola Gianotti, algemeen directeur van CERN. webcasting vandaag. “We hebben zojuist een ongekende energie bereikt, 13,6 TeV, en dit opent een nieuw tijdperk van verkenning bij CERN.”

Gianotti zei dat de LHC-wetenschappers verwachten de meeste gegevens te verzamelen tijdens deze derde ronde die ze hebben verzameld In de loop van 13 jaar tijdens de twee vorige botsingen. “Dit zal natuurlijk onze kansen vergroten om de fundamentele wetten van het universum te ontdekken of te begrijpen”, zei ze.

De 27-kilometer (ongeveer 27 mijl) ring van supergeleidende magneten en zijn deeltjesdetectoren zijn ingesteld om gedurende ongeveer vier jaar de klok rond te werken tijdens ronde 3.

De start van de race komt vandaag 10 jaar en een dag nadat LHC-fysici hun grootste ontdekking tot nu toe aankondigden: Bewijs voor het bestaan ​​van het Higgs-deeltjeeen subatomair deeltje dat het fenomeen massa helpt verklaren.

De drie nieuwe typen subatomaire deeltjes, die vandaag zijn beschreven tijdens a CERN . Seminarie, niet helemaal ontdekkingen op Higgs-niveau. Maar ze suggereren dat de LHC op weg is om meer voorheen onzichtbare bouwstenen van het universum te ontdekken.

De Large Hadron Collider verplettert protonen met snelheden die dicht bij de lichtsnelheid liggen om combinaties van quarks te bestuderen die bekend staan ​​als hadronen.

“Hoe meer analyses we doen, hoe meer exotische hadronen we vinden”, zegt Niels Tuning, natuurkundig coördinator van de LHCb-detector. Hij zei in een persbericht:.

“We beleven een periode van ontdekking vergelijkbaar met de jaren vijftig, toen de ontdekking van de ‘particle zoo’ van hadronen begon en uiteindelijk leidde tot het quarkmodel van conventionele hadronen in de jaren ’60. We maken de ‘particle zoo 2.0’.”

LHCb-woordvoerder Chris Parks zei dat het bestuderen van nieuwe groepen quarks “theoretici zal helpen om een ​​uniform model van exotische hadronen te ontwikkelen, waarvan de exacte aard grotendeels onbekend is.”

De meeste hadronen zijn niet heel vreemd. Protonen en neutronen zijn bijvoorbeeld gemaakt van drie aan elkaar gebonden quarks. (In werkelijkheid, De oorsprong van het woord “quark”Keert terug naar een regel van Wakker worden Finnegan Door James Joyce: “Drie quarks voor een Muster Mark!”) Pions zijn combinaties van twee quarks.

Vier quark- en vijf-quarkgroepen zijn zeer zeldzaam, en men denkt dat ze Het bestaat maar voor een moment voordat het uiteenvalt in verschillende soorten deeltjes.

Quarks zijn er in zes verschillende “smaken”: op en neer, op en neer, charmant en raar.

Het LHCb-team analyseerde het verval van negatief geladen B-mesonen en zag bewijs van een pentagram bestaande uit een charm-quark en een charm-antiquark, evenals een up, down en vreemde quark. Het is de eerste vijfhoek waarvan bekend is dat deze een vreemde quark bevat.

De nieuw geïdentificeerde quaternaire quarks hebben een “charge double” groep van vier quarks: een charm-quark, een vreemde antiquark, een up-quark en een down-antiquark.

Die tetraquarks zijn waargenomen in combinatie met hun neutrale tegenhanger, die een charm-quark, een vreemde antiquark, een up-antiquark en een down-quark heeft. CERN zegt dat dit de eerste keer is dat een paar tetraquarks samen zijn waargenomen.

Sommige theoretische modellen stellen exotische hadronen voor als afzonderlijke eenheden van nauw gebonden quarks. Anderen zien ze als paren standaard hadronen die losjes aan elkaar zijn gebonden, vergelijkbaar met de manier waarop atomen aan elkaar zijn gebonden om moleculen te vormen.

“Alleen de tijd en meer studies van exotische hadronen zullen bepalen of deze deeltjes het ene, het andere of beide zijn”, zegt CERN.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door universum vandaag. Lees de origineel artikel.