Suche
Mein Konto
Revolucionarno otkriće: Istraživači pronašli toponij u LHC-u!
Istraživači sa Sveučilišta u Hamburgu otkrivaju toponij, vezano stanje top kvarka, u LHC-u u CERN-u. Važnost za istraživanje materije!
Revolucionarno otkriće: Istraživači pronašli toponij u LHC-u!
Istraživači na Sveučilište u Hamburgu i DESY napravili su revolucionarni napredak u fizici čestica pronalaskom dokaza o česticama toponija. Toponij nastaje iz vezanog stanja između top kvarka i njegove antičestice, anti-top kvarka. Ovo otkriće moglo bi pružiti ključne nove uvide u temeljnu strukturu cjelokupne materije.
Napredak su omogućili signali dobiveni u dva eksperimenta Veliki hadronski sudarač (LHC) CERN-a identificirani su. Gornji kvark, najteža poznata elementarna čestica, raspada se za manje od kvadrilijuntog dijela sekunde, naglašavajući ono što se smatralo iznimno izazovnom pretpostavkom za promatranje vezanih stanja. Do sada je vladalo mišljenje da se takvo stanje ne može detektirati antičesticom, ali novi podaci poljuljaju to stajalište.
Otkriće u eksperimentima
Otkriće toponija učinjeno je neovisno u eksperimentima CMS i ATLAS na LHC-u. Prema istraživačima, izmjerena je veća količina top kvarkova niske kinetičke energije, što omogućuje stvaranje toponija. Prve naznake toponija bile su već u CMS eksperimentu 2016., koji je pojačan dodatnim podacima iz 2017. i 2018. ATLAS je uspio potvrditi vezu pomoću vlastitih podataka, što dodatno naglašava relevantnost rezultata.
Laurids Jeppe, doktorand na Sveučilištu u Hamburgu, naglašava da je preciznost postignuta pri mjerenju rijetkih procesa izvanredna. Postignuti rezultati provedeni su na konferenciji o fizici visokih energija Europskog fizikalnog društva.
Osim toga, analize CMS eksperimenta otkrivaju neočekivano svojstvo u ponašanju top kvarkova. Ovo opažanje sugerira da top kvarkovi nakratko tvore "kvazivezano stanje" sa svojim antičesticama, nazvano toponij. Ovo otkriće nije samo iznenađujuće, već bi također moglo nagovijestiti nove čestice koje testiraju granice trenutnog Standardnog modela fizike čestica.
Mjerenja i njihovo značenje
Eksperiment CMS otkrio je da presjek proizvodnje za višak top kvark-antikvark parova iznosi 8,8 pikobarna (pb), s nesigurnošću od 1,3 pb, čime se postiže razina pouzdanosti "pet sigma". Suradnja s ATLAS-om otkrila je da su isti učinci potvrđeni u ukupnim podacima LHC Run-2, mjerenjem presjeka proizvodnje na 9,0±1,3 pb i isključujući značajne modele koji zanemaruju stvaranje kvazi-vezanog stanja.
Alternativni model objašnjenja mogao bi uključivati postojanje nove čestice s masom blizu dvostruko veće od mase top kvarka. Međutim, kako bi se konačno protumačili fenomeni, potrebno je precizno modeliranje ponašanja kvarkova i gluona u sudarima visokih energija.
Otkriće Toponija ne samo da bi proširilo razumijevanje Quarkonije, već bi i usmjerilo istraživački krajolik na nove načine proučavanja jake interakcije. Ove formacije teških parova kvark-antikvark već predstavljaju prethodna otkrića charmoniana i bottomonijana u 1970-ima, a očekuje se da će tekuća treća faza LHC-a pružiti dodatne podatke za daljnje istraživanje top kvark-antikvark interakcija.