Топ-кварки проявили себя в столкновениях ядер
Топ-кварки проявили себя в столкновениях ядер

Топ-кварки проявили себя в столкновениях ядер: экстремальное состояние вещества на Большом адронном коллайдере

Топ-кварки проявили себя в столкновениях ядер

Физики зафиксировали экстремальное состояние вещества в свидетельствах существования топ-кварков в столкновениях ядер на Большом адронном коллайдере. Это открытие дает путь для нового уникального способа экстремального состояния вещества, которое могло возникнуть в космическом пространстве сразу после Большого взрыва. Это не первый случай, когда самая тяжелая частица из всех известных элементарных проявилась на коллайдерах частиц.

Впервые топ-кварк был обнаружен 25 лет назад в протон-ядерных столкновениях. Но новый эксперимент выявил топ-кварки в столкновениях тяжелых ядер, что предполагает совершенно новый способ изучения кварк-глюонной плазмы.


Недостатка экспериментов на эту тему нет. Ученые давно уже используют несколько типов частиц для изучения свойств этого экстремального состояния материи. В них глюоны и кварки не заключены в составные частицы, они блуждают, как частицы в жидкости, обладая малым сопротивлением по отношению к силе трения. Однако все существующие датчики демонстрируют усредненные результаты о состоянии плазмы.

А топ-кварк в состоянии нового исследования трансформируется и обеспечивает моментальные снимки плазмы в разное время своего существования. Собирая изображения, сделанные на разных скоростях, ученые намерены создать фильм об эволюции кварк-глюонной плазмы.

Так считает исследователь Гильерме Милхано, который назвал новый способ самым верным первым шагом на этом пути. Доказательства наличия топ-кварков выявлена в данных столкновения ядра свинца при энергии 5,02 ТэВ. Ученые пытались обнаружить столкновения с образованием топ-кварка и топ-антикварка. Они обладают способностью быстро распадаться на W-бозон и нижний кварк, а те, в свою очередь, быстро распадаются на другие частицы.


Физики надеялись выявить определенный случай, когда конечными продуктами распада могли бы заряженные лептоны - это электроны или мюоны. Полученный ими результат имеет статистическую значимость около четырех стандартных отклонений, не превышая порога в пять стандартных отклонений, необходимый для утверждения о наблюдении образования топ-кварка.

Но он имеет убедительное свидетельство процесса - вероятность того, что результат является статистической случайностью, составляет всего 0,003 процента.