https://bodybydarwin.com
Slider Image

Οι τελευταίες συγκρούσεις σωματιδίων του LHC βρίσκουν αυτό που μπορεί να είναι μια νέα μορφή ύλης

2019

Κάποια ασυνήθιστη νέα φυσική μπορεί να αναδύεται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, όπου τα σωματίδια συμπεριφέρονται με εκπληκτικό τρόπο. Οι συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων και πυρήνων μολύβδου μπορεί να αποτελούν ένα νέο τύπο ύλης που βασίζεται στην κβαντική εμπλοκή, σύμφωνα με τους σωματικούς φυσικούς.

Το ηλεκτρομαγνητικό σώμα Compact Muon, ένας από τους δύο ανιχνευτές σωματιδίων μεγάλου μαγνήτη στο LHC, ήταν απασχολημένος να συνθλίβει μαζί ιόντα μολύβδου και πρωτόνια. Όταν τα σωματίδια συγκρούονται με απίστευτες ενέργειες, φυσούν χωριστά στα συστατικά μέρη τους, και οι φυσικοί αναζητούν αυτά τα δομικά στοιχεία στο σκάλπελο. Έτσι οι επιστήμονες του LHC βρήκαν το μποζόνιο Higgs αυτό το καλοκαίρι. (Σε αυτή τη νέα περίπτωση, οι επιστήμονες αναζητούσαν τη συμπεριφορά των σωματιδίων, όχι απαραίτητα νέα βασικά κομμάτια.)

Το shrapnel συνήθως πετάει προς όλες τις κατευθύνσεις, με ταχύτητες που πλησιάζουν εκείνη του φωτός - αλλά μερικές φορές, τα exploded bits κάνουν κάτι διαφορετικό. Φέρουν μακρυά από το ένα το άλλο, αλλά κατά τρόπο ομαλό, συσχετισμένες μεταξύ τους. Αυτό παρατηρήθηκε προηγουμένως σε σύγκρουση πρωτονίων-πρωτονίων, αλλά και σε σύγκρουση μεταξύ των πυρήνων βαρέων μετάλλων όπως ο μόλυβδος. Στις συγκρούσεις βαρέων ιόντων, αυτή η συσχέτιση έχει κάποια νόημα, επειδή οι φυσικοί πιστεύουν ότι είναι το αποτέλεσμα κάτι που ονομάζεται πλάσμα κουάρκ-γλουτών. Αυτή η σούπας σούπας σωματιδίων είναι η ίδια αρχέγονη σούπα που υπήρχε για τα πρώτα εκατομμύρια του δευτερολέπτου μετά το Big Bang. Η σούπα συγκεντρώνει τα σωματίδια μαζί και τα ωθεί προς την ίδια κατεύθυνση. Ομοίως, σε σύγκρουση πρωτονίων-πρωτονίων, τα σωματίδια θεωρούνται ότι σαρώνουν σε κάτι που ονομάζεται συμπύκνωμα χρώματος γυαλιού, το οποίο επίσης συμπεριφέρεται σαν ένα κύμα γλουτώνων.

Τώρα οι επιστήμονες του CMS λένε ότι αυτή η κατευθυντική συσχέτιση έχει συμβεί και στις συγκρούσεις πρωτονίου-μολύβδου. Αυτό ήταν μια έκπληξη. Μπορεί να έχει κάτι να κάνει με την κβαντική μηχανική, σύμφωνα με το MIT.

"Με κάποιο τρόπο πετούν προς την ίδια κατεύθυνση, παρόλο που δεν είναι σαφές πώς μπορούν να επικοινωνήσουν την κατεύθυνσή τους το ένα με το άλλο.Αυτό έχει εκπλήξει πολλούς ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένου μας ο καθηγητής φυσικής MIT Gunther Roland, η ομάδα του οποίου οδήγησε την ανάλυση των δεδομένων σύγκρουσης, είπε στο MIT News .

Τον Σεπτέμβριο, τα μέλη του CMS κατέβαλαν τον επιταχυντή σωματιδίων σε λίγο περισσότερο από το ήμισυ της πλήρους χωρητικότητάς του και άρχισαν να συγκρούονται πυρήνες μολύβδου με πρωτόνια αναζητώντας αυτούς τους γωνιακούς συσχετισμούς δύο σωματιδίων. Σε ένα δείγμα 2 εκατομμυρίων συγκρούσεων μολύβδου-πρωτονίου, μερικά ζεύγη ξεπέρασαν με τις αντίστοιχες κατευθύνσεις τους συσχετισμένες. Πως?

Ο LHC και άλλοι συγκρουσιακοί παράγοντες σωματιδίων είναι όλοι για την επιτάχυνση των σωματιδίων για να τους δώσουν περισσότερη ενέργεια, που ισοδυναμεί με περισσότερη μάζα. Αυτό τους επιτρέπει να πάρουν "βαρύτερα", έτσι περισσότερο shrapnel βγαίνει όταν φυσούν μεταξύ τους. Αλλά αυτό επίσης εισάγει κάποιες αλλαγές στη συμπεριφορά των σωματιδίων. Συγκεκριμένα: Τα κανονικά πρωτόνια έχουν τρία κουάρκ, αλλά όταν τα πρωτόνια επιταχύνουν και γίνονται βαρύ, προστίθενται επιπλέον γλουτόνες πάνω τους. Αυτά τα γκλουόνια υπάρχουν (όπως όλα τα σωματίδια κάνουν τεχνικά) τόσο ως σωματίδια όσο και ως κύματα. Οι κυματομορφές τους συσχετίζονται μεταξύ τους - είναι μπερδεμένες, όπως εξηγεί το MIT News. Αυτή η κβαντική εμπλοκή, η τρομακτική δράση σε απόσταση, εξηγεί πώς τα σωματίδια που πετούν μακριά από το άλλο μπορούν να έχουν κοινή συμπεριφορά.

Γιατί ενδιαφέρεστε για όλα αυτά; Το αποτέλεσμα δεν αναμενόταν καθόλου - η ομάδα CMS έτρεξε μερικές συγκρούσεις πρωτονίων-μολύβδου για να πάρει καλύτερα δεδομένα ελέγχου. Έτσι είναι ενδιαφέρον. Αλλά πιο θεμελιωδώς, προτείνει κάποια πρόσφατα κατανοητή συμπεριφορά στα πιο μικρά επίπεδα. Διευκρινίζοντας την κατανόησή μας για το πώς συμπεριφέρονται τα κουάρκ και τα γκλουόνια μέσα στα πρωτόνια θα βελτιώσει την κατανόησή μας για τα δομικά στοιχεία κάθε ύλης και πώς συμπεριφέρθηκε αμέσως μετά το Big Bang. Μόνο το είδος της επιστήμης που κατασκευάστηκε για το LHC.

Οι βιοδιασπώμενοι σάκοι είναι καλύτεροι από το πλαστικό;  Είναι περίπλοκο.

Οι βιοδιασπώμενοι σάκοι είναι καλύτεροι από το πλαστικό; Είναι περίπλοκο.

Την περασμένη εβδομάδα στην τεχνολογία: Hey look, μερικά νέα smartphones!

Την περασμένη εβδομάδα στην τεχνολογία: Hey look, μερικά νέα smartphones!

Πώς να καθαρίσετε το πληκτρολόγιό σας χωρίς να το σπάσετε

Πώς να καθαρίσετε το πληκτρολόγιό σας χωρίς να το σπάσετε