CERN Urychluje vědy

média aktualizace je součástí řady vztahující se k roku 2020 Large Hadron Collider Fyziky konferenci, která se koná od 25. do 30. Května 2020. Původně se měla konat v Paříži, konference se koná zcela online kvůli pandemii COVID-19.

ALICE, CMS a LHCb spolupráce v CERN představí nové měření, které ukazují, jak okouzlit částice – částice obsahující kouzlo kvarky – může sloužit jako “poslové” ze dvou forem hmoty složená z kvarků a gluonů: hadrony, které tvoří většinu viditelné hmoty v dnešní vesmír; a kvark–gluonové plazma, což je myšlenka existovala na počátku vesmíru, a může být znovu v těžkých iontů na urychlovači Large Hadron Collider (LHC). Tím, že studuje čarodějky částice, fyzici mohou dozvědět více o tom, jak už bylo zmíněno, v němž jsou kvarky vázány gluony, stejně jako kvark–gluonové plazma, ve které jsou kvarky a gluony nejsou omezeny v rámci hadrony.

hlavní výsledky jsou:

LHCb tým získá nejvíce přesné a přesto měření dvou vlastností částic, známý jako xc1(3872), hadron, které obsahují kouzlo kvarky. Částice byla objevena v roce 2003 a to zůstalo nejasné, zda se jedná o dvou-quark hadron, více exotických hadron jako tetraquark – systém čtyř kvarků pevně svázány – nebo dvě-kvark částice slabě vázaných v molekule-jako struktura. Upřesnění povahy tohoto hadronu by mohlo rozšířit pochopení fyziků o tom, jak se kvarky vážou na hadrony. “Naše výsledky jsou v souladu s xc1(3872) je dvojice dvou-kvark částice volně vázané dohromady, ale to není zcela vyloučit tetraquark hypotéza nebo jiné možnosti,” říká LHCb mluvčí Giovanni Passaleva.

spolupráce CMS poprvé pozorovala transformaci nebo” rozpad ” jiné částice, nazývané B0s, na stejnou částici xc1(3872). Vědci porovnali tento úpadek se dříve pozorován rozpad B+ mezon, který vedl k první detekci xc1(3872) v roce 2003. Oba typy rozpadu spojují chování tohoto hadronu s up a podivnými kvarky. “Naměřené rozdíly v rychlosti rozpadu jsou zajímavé a může poskytnout další vhled do povahy xc1(3872), která dosud nebyla plně stanovena,” říká CMS mluvčí Roberto Carlin.

spolupráce ALICE měřila takzvaný eliptický tok hadronů obsahujících šarmové kvarky při srážkách těžkých iontů. Hadrony jsou vytvářeny během kolizí, které také vytvářejí kvark-gluonovou plazmu. Hadrony obsahující těžké kvarky, jako charm quark, jsou vynikajícími “posly” kvark-gluonové plazmy, což znamená, že o něm nesou důležité informace. “Vzorec pozorovaný Alicí naznačuje, že těžké kvarky šarmu jsou taženy expanzí plazmy kvark–gluon,” říká mluvčí ALICE Luciano Musa.

těším, LHC spolupráce cílem je, aby se více přesné měření těchto poslů z quarku světě pomocí údajů z další LHC run, které budou mít prospěch z velké části modernizovány experiment set-up.

přečtěte si více níže pro komplexní popis těchto výsledků.

výsledky šarmu kvarku související s hadrony

spolupráce LHCb a CMS popisují výsledky jejich studií hadronu známého jako xc1 (3872). Částice byla objevena v roce 2003 Belle experimentu v Japonsku, ale to zůstalo nejasné, zda se jedná o dvou-quark hadron, více exotických hadron jako tetraquark – systém čtyř kvarků pevně svázány – nebo dvě-kvark částice slabě vázaných v molekule-jako struktura.

připnutí povahy xc1(3872) by mohlo rozšířit pochopení fyziků o tom, jak se kvarky vážou na hadrony. Nové studie spolupráce CMS a LHCb vrhly nové světlo na – ale dosud zcela neodhalily-povahu této částice.

Pomocí sofistikované techniky analýzy a dva různé soubory dat, LHCb tým získat co nejvíce přesné měření ještě z částic hmoty a určit poprvé a s významem, více než pět standardních odchylek částice je “šířka”, parametr, který určuje částic je život.

až dosud byli vědci schopni získat pouze horní limity povolených hodnot tohoto parametru. LHCb vědci zjištěna xc1(3872) částice v jejich datových souborů pomocí klasické “bump”-lovecká technika vyhledávání pro přebytek (bump) kolize události po hladké pozadí. Každá datová sada vedla k měření hmotnosti a šířky, a výsledky z obou datových souborů se navzájem shodují.

“Naše výsledky jsou nejen velmi přesné, ale také ukazují, že hmotnost xc1(3872) je pozoruhodně blízko, aby součet hmotností D0 a D*0 čarodějky mezony,” říká LHCb mluvčí Giovanni Passaleva. “To je v souladu s tím, že xc1 (3872) je párem dvou kvarkových částic volně vázaných dohromady, ale zcela nevylučuje hypotézu tetrakvarku ani jiné možnosti.”

Mezitím, analýzy velkého souboru údajů zaznamenaných v průběhu tří let, CMS spolupráci pozorován poprvé transformace, nebo “úpadek”, B0s částic do xc1(3872) a ϕ mezon. Toto dva-kvark částice, B0s, je příbuzný B+ mezon, v rozpadu, která Belle experiment poprvé zjištěn xc1(3872). Stejně jako tým LHCb detekoval tým CMS xc1 (3872)pomocí techniky bump.

“Náš výsledek je zvláště zajímavé, protože jsme zjistili, že rychlost, při které B0s se rozkládá na hadron xc1(3872) a ϕ meson je podobná B0 do xc1(3872) a anti-K0 meson, vzhledem k tomu, že je asi dvakrát tak nízké, jako u dříve pozorovaných B+ rozpadu do xc1(3872) a K+ mezon,” říká CMS mluvčí Roberto Carlin. “V těchto rozpadech hrají roli různé kvarky, jiné než spodní kvark,” vysvětluje Carlin. “Skutečnost, že míry rozpadu nesledují zřejmý vzorec, může osvětlit povahu xc1 (3872).”

Kouzlo quark výsledky týkající se kvark–gluonové plazma

Na druhém konci kvark-závazné spektra, ALICE spolupráce měří tzv. eliptický tok hadrony obsahující kouzlo quark, a to buď vázán na světlo quark (tvořící D mezon) nebo anticharm (J/ψ meson) v těžkých iontů. Hadrony obsahující těžké kvarky, kouzlo nebo dno, jsou vynikajícími posly kvark-gluonové plazmy vytvořené při těchto srážkách. Vyrábějí se v počátečních stádiích kolizí, před vznikem plazmy, a tak interagují se složkami plazmy po celou dobu jejího vývoje, od její rychlé expanze po její chlazení a její případnou transformaci na hadrony.

když se těžká jádra nesrazí hlavou, plazma je protáhlá a její expanze vede k dominantní eliptické modulaci distribuce hybnosti nebo toku hadronů. Tým ALICE zjistil, že při nízké hybnosti není eliptický tok d mezonů tak velký jako tok pionů, které obsahují pouze lehké kvarky, zatímco eliptický tok J / ψ mezonů je nižší než oba, ale zřetelně pozorovaný.

“Tento model ukazuje, že těžké kouzlo kvarky jsou taženy od kvark–gluonové plazma je expanze,” říká mluvčí ALICE Luciano Musa”, ale pravděpodobně v menší míře než světlo kvarky, a že obě D a J/ψ mezonů při nízké hybnosti jsou v části vytvořené vazby, nebo rekombinace, tekoucí kvarky.”

Další měření provádí ALICE tým – toku elektronů pocházejících z rozpadů B hadronů, které obsahují spodní kvark – naznačuje, že spodní kvarky jsou také citlivé na prodloužený tvar kvark–gluonové plazma. Ypsilon částice, které jsou tvořeny spodní kvark a jeho antiquark, oproti kouzlo a anticharm jako J/ψ, nevykazují významný tok, pravděpodobně kvůli jejich mnohem větší hmotnost a malé množství spodní kvarky jsou k dispozici pro rekombinaci.

Přečtěte si více na webových stránkách CMS a LHCb:

• https://cms.cern/news/discreet-charm-x3872
• https://lhcb-public.web.cern.ch/ Vítejte.html#X(3872)2020

Originální papíry:

• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.11131
• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.11130
• ALICE: https://arxiv.org/abs/2005.14518
• CMS: https://arxiv.org/abs/2005.04764
• LHCb: https://arxiv.org/abs/2005.13422
• LHCb: https://arxiv.org/abs/2005.13419