Физики нашли новый способ измерить массу кварка: «поможет» мертвый конус

Детектор ALICE на Большом адронном коллайдере провел первое прямое наблюдение эффекта мертвого конуса. Об открытии, которое поможет измерить массу очарованного кварка (c-кварка), ученые сообщают в журнале Nature.

Физики, работающие на детекторе ALICE, использовали данные протон-протонных столкновений на БАК за три года и сложные методы анализа данных, чтобы обнаружить эффект мертвого конуса. 

Исследователи объясняют, что столкновение элементарных частиц в коллайдерах вызывает высокоэнергетическое взаимодействие, которое приводит к формированию партонов (кварков и глюонов). Эти частицы подвергаются последующим преобразованиям, испуская излучение в виде дополнительных глюонов. В таком каскадном процессе энергия исходных частиц передается множеству частиц с более низкой энергией. 

Диаграмма такого излучения зависит от массы излучающего глюоны партона. Область вокруг направления полета партона, в которой излучение подавлено называется мертвым конусом. 

Физики отмечают, что эффект мертвого конуса был предсказан теорией сильного взаимодействия около тридцати лет назад, однако до сих пор ученым удавалось только косвенно фиксировать его наличие. Главная проблема заключалась в сложности в определении направления движения партона, а также в том, что область мертвого конуса может быть заполнена частицами, в которые превратился излучающий партон.

Каскадный партонный поток. Источник: CERN

В своей работе исследователи восстанавливали поток партонов по его конечному продукту — адронной струе, которую фиксируют детекторы. В процессе анализа большой выборки наблюдений за протон-протонными столкновениями физики обнаружили струю, содержащую c-кварк (очарованный кварк). Им удалось проследить всю историю испускания глюонов этим кварком. Сравнение картины излучения глюонов очарованного кварка с распределением глюонов и безмассовых кварков выявило мертвый конус в структуре c-кварка.

Исследователи отмечают, что помимо подтверждения теории сильного взаимодействия и существования эффекта мертвого конуса, открытие также доказывает наличие массы у очарованного кварка. Безмассовые частицы не имеют мертвых конусов, а значит, изучая этот эффект, можно оценить массу кварков.

Массы кварков являются фундаментальными величинами в физике элементарных частиц, но к ним нельзя получить доступ и измерить их непосредственно в экспериментах, потому что, за исключением топ-кварка, кварки заключены внутри составных частиц. Наша методика прямого наблюдения мертвого конуса потока партонов предлагает способ измерения массы кварков.

Андреа Дайнезе, физик, работающий на ALICE, соавтор исследования

Изображение обложки: CERN


Сравните, как сняли затмение Луны НАСА и Роскосмос

«Пятая сила» создает во Вселенной невидимые «стены». Главное о новой теории физиков

Опубликована карта заражений оспой обезьян

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука
Создание изображений в стиле Ghibli привело к рекордной нагрузке на ChatGPT
Новости
Физики МГУ оценили потенциал фотонных процессоров для нейросетей
Новости
Телескоп НАСА для изучения ранней Вселенной сделал первые снимки
Космос
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости