Vedci znovu vytvorili zrod vesmíru a objavili záhadné „X častice“

Fyzici Európskeho centra pre jadrový výskum uskutočnili Dôkaz pre X(3872) v kolíziách Pb-Pb a štúdie jeho rýchlej výroby pri √ s N N = 5,02 TeV v experimente Large Hadron Collider na opätovné vytvorenie kvark-gluónovej plazmy. Ide o zvláštny stav hmoty, v ktorom sa vesmír nachádzal v prvých chvíľach po Veľkom tresku.

V stavoch, na ktoré sme zvyknutí, sa hmota skladá z molekúl a tie sú z atómov. Atómy zas zahŕňajú jadro kladných protónov a neutrálnych neutrónov, ako aj záporne nabité elektróny.

Pri extrémne vysokých teplotách sa jadro rozpadá na protóny a neutróny. Pozostávajú z kvarkov spojených gluónmi - elementárnymi časticami, ktoré nemajú žiadnu hmotnosť a sú to bozóny s vektorovým rozmerom.

Pri ultravysokých energiách častíc (ktoré v skutočnosti určujú teploty na úrovni biliónov stupňov) sa oddeľujú kvarky a gluóny. Vznikne kvark-gluónová plazma Ťažké ióny a kvark-gluónová plazmakde sa kvarky a gluóny pohybujú nezávisle od seba.

Vo Veľkom hadrónovom urýchľovači fyzici urýchlili protóny a neutróny z 13 miliárd atómov olova na maximálnu rýchlosť. Častice do seba narazili a vznikla kvark-gluónová plazma, ktorá trvala niekoľko miliardtín sekundy.

Po analýze experimentálnych údajov pomocou neurónovej siete vedci objavili asi sto nezvyčajných mezónov X (3872). Sú to nestabilné častice, ktoré pozostávajú z rovnakého počtu kvarkov a antikvarkov, existujú až niekoľko sto miliónov sekúnd a zvyčajne sa detegujú iba vo forme fragmentov. Ale taký počet záhadných „častíc X“ sa predtým nedal získať.

Súbor kvantových charakteristík X (3872) sa ukázal byť pre mezóny vo všeobecnosti nezvyčajný. Nezapadajú do kvarkového modelu navrhnutého Gell-Mannom a Zweigom v roku 1964, ktorý popisuje štruktúru a formovanie hmoty.

Štúdium častíc X by malo dopĺňať model kvarku. Vo všeobecnosti to nie je prvý prípad, keď sa teória nezhodovala s výsledkami experimentov, a to zakaždým prináša nové dôvody pre vedecký výskum.

Je dôležité, aby vedci teraz vedeli, ako získať dostatočne veľký počet X mezónov v kvark-gluónovej plazme a analyzovať o nich údaje pomocou inteligentných algoritmov. Pomôže to presnejšie opísať prvé momenty existencie Vesmíru po Veľkom tresku a lepšie pochopiť procesy, ktoré ho priviedli do súčasného stavu.