Αρχική Διάστημα Το «σωματίδιο Χ» από την αυγή του χρόνου ανιχνεύτηκε στο CERN

Το «σωματίδιο Χ» από την αυγή του χρόνου ανιχνεύτηκε στο CERN

0
cern
Εικόνα: Shutterstock
Διαφήμιση

Σύνταξη:ecozen.gr

Το μυστηριώδες σωματίδιο “Χ” θα αποκαλύψει μυστικά για τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος υπόσχονται φυσικοί και επιστήμονες που εργάζονται στον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων του κόσμου στο CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικής Έρευνας)κοντά στη Γενεύη, στα σύνορα ακριβώς της Ελβετίας με Γαλλία.

Περίπου 100  σωματίδια “Χ” – που ονομάστηκαν έτσι λόγω της άγνωστης δομής τους – εντοπίστηκαν για πρώτη φορά ανάμεσα σε τρισεκατομμύρια άλλα σωματίδια μέσα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) . 

Τα “μυστικά” των σωματιδίων “Χ”

Αυτά τα σωματίδια Χ, τα οποία πιθανότατα υπήρχαν σε κλάσματα  του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ανιχνεύθηκαν μέσα σε σούπα στοιχειωδών σωματιδίων που ονομάζεται πλάσμα  κουάρκ-γλουονίων, που σχηματίστηκε στο LHC με τη συντριβή  ιόντων μολύβδου . Μελετώντας τα αρχέγονα σωματίδια Χ με περισσότερες λεπτομέρειες, οι επιστήμονες ελπίζουν να δημιουργήσουν την πιο ακριβή εικόνα της προέλευσης του σύμπαντος. Δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στις 19 Ιανουαρίου στο περιοδικό Physical Review Letters .

“Αυτή είναι μόνο η αρχή της ιστορίας”, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Yen-Jie Lee, μέλος της συνεργασίας CMS, του CERN και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης . “Δείξαμε ότι μπορούμε να βρούμε ένα σήμα. Στα επόμενα χρόνια, θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε το πλάσμα κουάρκ-γλουονίου για να διερευνήσουμε την εσωτερική δομή του σωματιδίου Χ.”

Εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη

Οι επιστήμονες εντοπίζουν την προέλευση των σωματιδίων Χ σε λίγα μόλις εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν το σύμπαν ήταν μια υπερθερμασμένη σούπα πλάσματος τρισεκατομμυρίων βαθμών που έβριθε από κουάρκ και γκλουόνια – στοιχειώδη σωματίδια που σύντομα ψύχθηκαν και συνδυάστηκαν στα πιο σταθερά πρωτόνια και νετρόνια που γνωρίζουμε σήμερα. 

Η σύγκρουση

Λίγο πριν από αυτή την ταχεία ψύξη, ένα μικρό κλάσμα των γκλουονίων και των κουάρκ συγκρούστηκαν, κολλώντας μεταξύ τους για να σχηματίσουν πολύ βραχύβια σωματίδια Χ. Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν πώς διαμορφώνονται τα στοιχειώδη σωματίδια για να σχηματίσουν τη δομή του σωματιδίου Χ. Αλλά αν οι επιστήμονες καταφέρουν να το καταλάβουν αυτό, θα έχουν πολύ καλύτερη κατανόηση των τύπων σωματιδίων που ήταν άφθονα κατά τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος. 

Για να αναδημιουργήσουν τις συνθήκες ενός σύμπαντος στα σπάργανά του, οι ερευνητές του LHC εκτόξευσαν θετικά φορτισμένα άτομα μολύβδου μεταξύ τους με υψηλή ταχύτητα, συνθλίβοντάς τα ώστε να παράξουν χιλιάδες άλλα σωματίδια σε μια στιγμιαία έκρηξη πλάσματος που μοιάζει με τη χαοτική αρχέγονη σούπα του νεαρού σύμπαντος. Αυτό ήταν το εύκολο κομμάτι. Το δύσκολο μέρος ήταν η αναζήτηση δεδομένων από 13 δισεκατομμύρια μετωπικές συγκρούσεις ιόντων για να βρεθούν τα σωματίδια Χ.

Η υπογραφή του Χ

Τώρα που οι ερευνητές έχουν αναγνωρίσει την υπογραφή του σωματιδίου Χ, μπορούν να προσδιορίσουν την εσωτερική του δομή. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από τρία στενά συνδεδεμένα κουάρκ, αλλά οι ερευνητές πιστεύουν ότι το σωματίδιο Χ θα φαίνεται εντελώς διαφορετικόΤουλάχιστον, γνωρίζουν ότι το νέο σωματίδιο περιέχει τέσσερα κουάρκ, αλλά δεν ξέρουν πώς είναι συνδεδεμέναΤο νέο σωματίδιο θα μπορούσε να περιλαμβάνει τέσσερα κουάρκ συνδεδεμένα εξίσου σφιχτά μεταξύ τους, καθιστώντας το ένα εξωτικό σωματίδιο που ονομάζεται τετρακουάρκ, ή δύο ζεύγη κουάρκ – που ονομάζονται μεσόνια – χαλαρά συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Διαφήμιση