SpravodajstvoVeda a výskumVesmír

Častica z prvých momentov po veľkom tresku sa ukázala v hadrónovom urýchľovači: Čo nás môže naučiť?

V prvých zlomkoch sekundy bol vesmír horúcou "polievkou" častíc, v ktorej plávali aj záhadné X častice.

Milióntinu sekundy po veľkom tresku bol celý vesmír v pohybe. Tvorila ho žeravá plazma, v ktorej poletovali kvarky a gluóny, elementárne častice, existujúce len chvíľu než sa ochladili a premenili sa na stabilnejšie druhy častíc, píše portál Intersting Engineering.

Z kvarkov a gluónov vznikli neskôr protóny a neutróny, častice ktoré vytvárajú všetku hmotu vo vesmíre. Ešte predtým sa však malé percento gluónov a kvarkov zrazilo a vytvorilo X častice. Tie ostávajú do veľkej miery záhadou, no vedci z inštitútu MIT nedávno objavili dôkazy o ich existencii. X častice boli v čase mladého vesmíru vzácnosťou, no pomocou Veľkého hadrónového urýchľovača sa im dokážu vedci dostať na stopu.

„Naša práca je len začiatok,“ vyjadril sa Yen-Jie Lee, autor štúdie publikovanej v Physical Review Letters.

X častice sú dnes extrémnou vzácnosťou, pretože už nikde nenájdeme rovnaké podmienky, aké boli krátko po veľkom tresku. Fyzici sa ale domnievajú, že ich môžu vytvoriť v urýchľovačoch častíc. Spoliehajú sa na proces, ktorý sa nazýva kvarková koalescencia. Ide o zrážky častíc s obrovskou energiou. To vedie k vytvoreniu plazmových zábleskov schopných vytvoriť chaotické podmienky v prvých zlomkoch sekundy po veľkom tresku. Pomocou tohto procesu môžu vedci teoreticky vytvoriť aj X častice.

Podarilo sa nám nájsť častice z počiatku vesmíru?

Pomocou strojového učenia dokázali analyzovať viac ako 13-miliárd kolízií ťažkých iónov. Tieto kolízie viedli k vytvoreniu niekoľkých desiatok tisíc nabitých častíc. Počas experimentu vzniklo v urýchľovači častíc husté prostredie, v ktorom vedci dokázali nájsť stopu približne 100 X častíc. Historicky ide o prvýkrát, kedy sa fyzikom podarilo úspešne odhaliť stopu X častíc v horúcej kvarkovo-gluónovej plazme.

„Náš experiment ukázal, že dokážeme nájsť signál. V nasledujúcich rokoch sa chceme ponoriť ešte hlbšie a analyzovať vnútornú štruktúru X častice,“ vyjadril sa Lee.

Ak budú snaženia vedcov úspešné, ľudstvo získa jedinečný pohľad na to, aký druh materiálu vesmír vytváral krátko po jeho vzniku. Mesiace, planéty, či hviezdy sa skladajú z „normálnej“ hmoty, ktorú možno pozorovať. Dnes vieme, že je táto hmota tvorená atómami, ktoré sú zas tvorené neutrónmi a protónmi. Protóny a neutróny sa ale skladajú z troch kvarkov, ktoré sú úzko prepojené.

Vedci sa už niekoľko rokov snažia prísť na to, prečo príroda vytvorila častice len z dvoch alebo troch kvarkov. V roku 2003 bol počas experimentu Belle objavený exotický mezón (pozn. redakcie: mezóny, ktoré majú kvantové čísla, ktoré nie sú v kvarkovom modeli možné) s označením X(3872). Predpokladá sa, že by mohlo ísť o kompaktný tetrakvark, alebo úplne nový typ molekuly, ktorá sa namiesto z atómov skladá z mezónov. Mezón sa radí medzi hadróny a tvorí ju pár kvark-antikvark.

Zatiaľ ale vedci nedokážu povedať, ktorá možnosť je správna, pretože nemôžu vylúčiť ani jednu. Na to, aby tento prípad uzavreli budú potrebovať ešte niekoľko rokov.

Mohlo by Vás zaujímať

Tagy
Zobraziť komentáre
Close
Close