CERN’in İsviçre’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki araştırmacılar yakın zamanda tespit edildi Evrenin en başında var olduğuna inandıkları, yok olacak kadar ender bulunan bir parçacık. Şu an için X parçacığı olarak adlandırılan parçacık, tam olarak ne olduğunu kimse bilmiyor, ünlü parçacık hızlandırıcının içindeki milyarlarca ağır iyonun çarpışmasıyla üretildi.
LHC’nin Kompakt Muon Solenoidinden veri toplayan CMS İşbirliği ekibi, ağır kurşun atomlarını yaklaşık 5.5 trilyon santigrat derece (9.9 trilyon Fahrenheit) sıcaklıklarda bir araya getirdi. Takımın sonuçları şöyle yayınlanan Fiziksel İnceleme Mektuplarında.
Fizikçiler, Big Bang’den sonraki evrenin en erken anlarında maddenin, aşırı ısıtılmış bir çorbada bir araya getirilmiş atom altı kuarklardan ve gluonlardan oluşan bir plazma olduğunu teorileştirirler. (Yalnızca Büyük Patlama’dan birkaç mikrosaniye sonra plazma soğuduğunda, tanıdık protonlar ve nötronlar şekil alarak çok daha büyük kütleli madde formlarının yolunu açtı.) Ancak malzeme soğumadan önce, bu kuarkların ve gluonların bazıları çarpıştı ve oluştu. fizikçilerin X parçacıkları dediği daha esrarengiz parçacıklar.
X parçacıkları günümüzde nadirdir çünkü evren artık ne çok yoğun ne de çok sıcaktır, ancak MIT’de parçacık fizikçisi olan ve son araştırmalardan bağımsız olan Krishna Rajagopal olarak, 2010 yılında söyledi: “Mikrosaniyelik evrenin özellikleriyle ilgileniyorsanız, onu incelemenin en iyi yolu bir teleskop yapmak değil, bir hızlandırıcı yapmaktır.”
Ekip, bozulmadan önce saniyenin sekstilyonda biri kadar hayatta kalan, X(3872) olarak adlandırılan belirli bir kütlenin 100 X parçacığını tanımlayabildi. X(3872) ilk bulundu 2003’te tarafından Belle İşbirliği Bu, araştırmacıların sistemlerinde beklenmedik miktarda kütle veya enerji belirlediklerinde ortaya çıkan çarpma avı yoluyla gerçekleşir.
Hollanda Ulusal Atomaltı Fizik Enstitüsü fizikçisi ve CERN’deki LHCb ekibinin bir üyesi olan Patrick Koppenburg, Gizmodo’ya gönderdiği bir e-postada “X(3872) tuhaf bir hayvandır” dedi. “Keşfedildiğinde Belle’deydim ve neler olduğunu anlamadan küçük yumruya baktığımızı hatırlıyorum.”
Geçen yıl, Koppenberg’in LHCb’deki ekibi yeni bir tetraquark türü keşfetti. X(3872) gibi, bu tetrakuark da kısacık bir ömre sahipti -muhtemelen saniyenin kentilyonda birinin biraz üzerinde. Diğer egzotik parçacıklar LHC’de ortaya çıkıp kaybolsa da, X(3872), orada üretilen kuark-gluon plazmasında saptanan ilk X parçacığıdır.
Yeni çalışmanın arkasındaki ekip, 13 milyar iyonu hızlandırarak erken evrenin koşullarını taklit edebildi. Parçacıklar çarpıştığında binlerce kısa ömürlü yüklü parçacık ürettiler. Yen-Jie Lee, bir MIT’de fizikçi ve yeni araştırmanın ortak yazarlarından biri, Gizmodo’ya diğer X parçacıklarının son verilerde olabileceğini söyledi, ancak araştırmacıların onları arka plan gürültüsünden seçmenin iyi bir yolu yoktu.
Lee bir e-postada şunları yazdı: “‘3. çalıştırma’daki ilk ağır iyon bu yılın sonunda başlıyor ve 3. ve 4. turdaki kurşun-ön çarpışma çalışmalarıyla daha fazla veri toplamayı umuyoruz.” “Çok daha büyük bir veri kümesiyle, kuark çorbasındaki X üretiminin geliştirme boyutunu belirleyebileceğiz ve iç yapısı hakkında daha fazla bilgi edinebileceğiz.”
X(3872)’nin kimliği hala belirsiz. Ekip, parçacığın bir tür gevşek bağlı mesonik molekül olabileceğini düşünüyor. mezonlar (güçlü kuvvetle bağlanmış) veya dört kuarktan oluşan bir hadron türü olan tetrakuark. Yeni verilerin analizine öncülük eden MIT fizikçisi Jing Wang, “Şimdiye kadar mesonik moleküller henüz kesin olarak gözlemlenmedi ve X(3872) iyi bir aday” dedi., Gizmodo’ya bir e-postada. “Eğer X(3872) bir mesonik molekül olduğu ortaya çıkarsa, erken evrende sıradan hadronlara ek olarak farklı türde mesonik moleküllerin olması gerektiğini gösteririz.”
“Verilere ne kadar çok bakarsam, X’in bir molekülün ve bir charmonium durumunun bir süperpozisyonu olduğuna o kadar çok ikna oldum,” dedi Koppenberg. fikrini anlatan süperpozisyon ayrıca şunları kaydetti: “Beynimiz bunları temsil etmekte başarısız oluyor. … Kuantum mekaniğinde biri ya da diğeri diye bir şey yoktur. İki şeyi birbirinden ayıramıyorsanız, o zaman gerçek her ikisi de aynı anda olmalıdır.”
Belki de LHC’nin yaklaşan çalışmaları sonunda X(3872) kimliğini çözecektir. Tabii o zaman olur gerçek bir adı var ve artık bir X parçacığı olarak kabul edilmeyecek.
Devamını oku: CERN Fizikçileri Bir Grup Yeni Egzotik Parçacık Keşfettiler