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.
Neprehliadnite
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.
Komentáre