Skip to main content

The charm and the beauty of LHC

Article Category

Article available in the folowing languages:

W poszukiwaniu ulotnych cząsteczek

Wszystko, poczynając od galaktyk, a kończąc na cząsteczkach, składa się z połączenia kwarków i leptonów, jednakże nie udało się dotychczas zaobserwować wolnych kwarków w naturze. Próbując je odnaleźć, naukowcy natrafili na błąd w obliczeniach, co otworzyło drogę ku przyszłym doświadczeniom.

Zmiana klimatu i środowisko

Osobom uważającym, że fizyka jest nudna, przydałby się kurs odświeżający wiedzę. Wszechświat z punktu widzenia fizyki cząstek elementarnych przypomina historię Alicji w Krainie Czarów. Niektóre cząstki elementarne przenoszą ładunek koloru, a nie elektryczny. Inne charakteryzują się smakiem. Istnieją konwencjonalne cząstki materialne, ale są też cząstki przenoszące oddziaływania, takie jak gluon, który skleja inne cząstki ze sobą. Nigdy nie udało się zaobserwować wolnych kwarków w naturze. Widoczne są jedynie kwarki uwięzione za sprawą pola gluonowego w hadronach. Finansowani przez UE naukowcy planują zmierzyć i uwolnić dwa kwarki. Podczas projektu "The charm and the beauty of LHC" (HFQGP) wykorzystano detektor ciężkich jonów ALICE w największym i najpotężniejszym na świecie akceleratorze cząstek. Zespół badał hadrony w warunkach postulujących wywołanie przemiany w plazmę składającą się z wolnych kwarków i gluonów (plazmę kwarkowo-gluonową). Podczas wstępnych eksperymentów udało się po raz pierwszy zbadać asymetryczne zderzenia proton–ołów (p–Pb), rodzaj zderzeń typu jądro–proton wykorzystywanych jako odniesienie do uwalniania sygnatur uwolnionego gorącego medium. Tak samo jak w przypadku wcześniej zgromadzonych danych ze zderzeń Pb–Pb i p–p, powołano zespół badawczy mający za zadanie sporządzenie oficjalnego protokołu doświadczalnego oraz przeprowadzenie pierwszych analiz danych ze zderzeń p-PB. Naukowiec projektu HFQGP był jednym z dwóch koordynatorów, których rolą było kierowanie przeprowadzeniem opisu zdarzenia. Mając na względzie asymetryczna naturę zderzeń p–Pb w kontraście do zderzeń p–p lub Pb–Pb, szczególny nacisk położono na określenie centralności związanej z regionem interakcji podczas zderzenia. Zgromadzono dzięki temu obszerne dane dotyczące tego wyjątkowego zjawiska oraz pojawiania się błędów w obliczeniach na skutek wyboru określonej próby zjawiska. Znaczenie tego odkrycia potwierdza fakt przeprowadzenia licznych sesji specjalnych podczas najważniejszych konferencji dotykających tematu. Chociaż podczas doświadczeń udało się zaobserwować przesłanki świadczące o istnieniu wolnych kwarków, aktualnie pozostają one kamieniem filozoficznym dla społeczności fizyków cząstek elementarnych. Wprowadzenie obostrzeń względem protokołów doświadczalnych w celu zmniejszenia ilości błędnych pomiarów, zgodnie z wynikami projektu HFQGP, może przybliżyć odkrycie tego kamienia.

Słowa kluczowe

Ulotne cząsteczki, cząstki elementarne, kwarki, fizyka cząstek elementarnych, gluon, hadrony, ALICE, akcelerator cząstek, wolne kwarki, plazma kwarkowo-gluonowa, proton–ołów, p–Pb, zderzenie jądro–proton

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania