Российские и зарубежные физики, работающие в рамках коллаборации NA61/SHINE в ЦЕРН, начали поиски так называемых «зачарованных» частиц в кварково-глюонной плазме, аналоге первичной материи мироздания. Первые итоги их опытов были представлены на конференции MESON 2018 и в журнале EPJ Web of Conferences.

"Исследование кварк-глюонной плазмы — одна из фундаментальных физических задач. Важную роль в ее решении играют частицы под названием D-мезоны, содержащие один очарованный кварк. Наблюдать за ними очень сложно, так как они образуются крайне редко", — рассказывает Григорий Феофилов, заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий СПбГУ.

Так называемая кварково-глюонная плазма, или «квагма», представляет собой материю, «разобранную» на самые мельчайшие частицы – кварки и глюоны, обычно удерживаемые внутри протонов, нейтронов и других частиц так называемым сильным ядерным взаимодействием.

Для «освобождения» кварков и глюонов необходимы гигантские температуры и энергии, которые, как сегодня считают ученые, существовали в природе только в момент Большого Взрыва. По этой причине в природе не существует примеров этой материи, которые можно было бы изучать при помощи телескопов или других приборов.

Примерно десять лет назад физики обнаружили, что такие условия можно воспроизвести, если сталкивать ионы свинца друг с другом при помощи мощных ускорителей частиц. Достаточно долгое время ученые считали, что иным образом «квагму» получить невозможно, однако несколько лет назад они выяснили, что этого же можно добиться, сталкивая одиночные протоны.

Эти открытия позволили специалистам ЦЕРН, в том числе десяткам российских физиков, приступить к прямому изучению свойств первичной материи Вселенной, а также наблюдениям за рождением различных экзотических частиц, которые раньше ученые не могли «видеть» напрямую.

Ученые давно пытаются точно измерить свойства сверхтяжелых частиц, содержащих в себе один или два «зачарованных» (c), «прелестных» (b) или «странных» (s) кварка. Особенности их распадов или их физические свойства, как подозревают ученые, могут содержать в себе намеки на «новую физику», выходящую за пределы Стандартной модели.

К примеру, участников NA61/SHINE интересовало то, как часто происходит так называемое «открытое очарование» – формирование D-мезонов, самых легких частиц, содержащих в себе один «зачарованный», а также верхний или нижний кварк.

Новый детектор SAVD, установленный в кольцо ускорителя SPS в декабре 2016 года, позволил физикам впервые напрямую проследить за их рождением. Для этого ученые проследили за непосредственными продуктами распада одного из типа таких частиц, нейтральных D-мезонов, состоящих из зачарованного кварка и верхнего антикварка.

«Ранние разработки СПбГУ для эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере позволили нам провести первые измерения открытого очарования в столкновениях ядер как раз при тех энергиях, где ожидается образование кварк-глюонной плазмы в рамках проекта NA61/SHINE», — продолжает ученый.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, поддерживавшего исследования физиков ЦЕРН, эти замеры завершились полным успехом – отечественным и зарубежным специалистам впервые удалось напрямую «увидеть» то, как рождаются нейтральные D-мезоны при столкновениях ионов свинца.

Сейчас Феофилов и его коллеги анализируют данные, полученные позже в ходе наблюдений за столкновениями двух других типов тяжелых ионов – ксенона и лантана, а также информацию, собранную в ходе последней сессии работы БАК перед его отключением и началом очередного большого обновления в декабре прошлого года.

Как надеются ученые, их расчеты помогут им вычислить точную частоту «открытого зачарования» внутри кварково-глюонной плазмы и сравнить ее с тем, как быстро формируются так называемые чармонии – пары из зачарованного кварка и антикварка. Этот показатель уже был в прошлом точно вычислен российскими и зарубежными участниками коллабораций ЦЕРН.

Сопоставление частоты их образования критически важно для раскрытия свойств квагмы и поиска следов «новой физики». Теория предсказывает, что они должны возникать в первичной материи Вселенной реже, чем при столкновениях протонов, однако пока подтвердить или опровергнуть это нельзя. Итоги работы в рамках NA61, как заключают ученые, даст окончательный ответ на этот вопрос.

Источники

Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
3news.ru, 21/03/2019
Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
Margust (gazeta-margust.ru), 21/03/2019
Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
РИА Новости, 21/03/2019
Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
Новости@Rambler.ru, 21/03/2019
Очарованные частицы помогут исследовать раннюю Вселенную
Новости@Rambler.ru, 21/03/2019
Впервые проведенные исследования очарованных частиц помогут изучить материю ранней Вселенной
24ТОП.kz (24top.kz), 21/03/2019
Впервые проведенные исследования очарованных частиц помогут изучить материю ранней Вселенной
Margust (gazeta-margust.ru), 21/03/2019
Впервые проведенные исследования очарованных частиц помогут изучить материю ранней Вселенной
Газета.Ru, 21/03/2019
Впервые проведенные исследования очарованных частиц помогут изучить материю ранней Вселенной
Новости@Rambler.ru, 21/03/2019
Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 21/03/2019
Физики ЦЕРН ищут "зачарованные" частицы в первичной материи Вселенной
Profi-news.ru, 21/03/2019
Очарованные частицы помогут исследовать раннюю Вселенную
Индикатор (indicator.ru), 21/03/2019
Впервые проведенные исследования очарованных частиц помогут изучить материю ранней Вселенной
Российский научный фонд (рнф.рф), 22/03/2019

Похожие новости

  • 31/01/2018

    Зачем Россия вкладывается в научные мегапроекты

    ​Научный директор Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах European XFEL, профессор Университета ИТМО Сергей Львович Молодцов рассказал РИА Новости, зачем Россия вложила огромные средства в эту установку, и объяснил, почему она способна совершить революцию в биологии, химии и других областях науки и техники уже в ближайшие месяцы и годы.
    759
  • 27/11/2016

    В Новосибирске создадут систему электронного охлаждения для коллайдера NICA

    ​​Ученые Института ядерной физики имени Г.И Будкера (ИЯФ СО РАН) изготовят систему электронного охлаждения и каналы транспортировки пучков для коллайдера NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility), сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.
    1420
  • 14/05/2018

    Ученые знают, как заставить проводник из графена лучше работать

    ​Графен – очень хороший проводник и перспективный материал, обладающий необычными свойствами. Сегодня ученые могут изготавливать уникально чистые образцы графена, которые содержат всего несколько примесей, мешающих его работе.
    472
  • 08/10/2017

    Секреты картин и криминал: как ученые из России помогают британской полиции

    ​Сергей Казарян, профессор физической химии из Имперского колледжа Лондона, рассказал, как современные методы химии и физики позволяют вычислять преступников по химическим следам отпечатков пальцев, раскрывать фальшивки и изучать историю давно минувших дней.
    820
  • 07/03/2019

    Физики из России создали поверхность, где свет «бежит» без потерь

    ​Ученые из Санкт-Петербурга и США создали особый материал, который может "идеально" проводить через себя электромагнитные волны и управлять их движением. Он станет основой для более надежных линий связи и оптических гаджетов, говорится в статье в журнале в Applied Physics Letters.
    297
  • 13/10/2018

    МГУ и СПбГУ запустят совместные программы по развитию квантовых технологий

    ​Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургский государственный университет планируют объединить усилия для развития в России квантовых технологий. На совещании консорциума Центра компетенций НТИ на базе МГУ представители вузов договорились создать совместную систему подготовки научных кадров и специалистов в этой сфере.
    525
  • 22/06/2018

    Археологи нашли в Туве древнюю мумию

    ​В ходе археологической экспедиции в Туве сотрудники Институт истории материальной культуры (ИИМК) Российской академии наук (РАН) при раскопках нашли древнюю мумию. Находка признана сенсационной, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу петербургского института.
    827
  • 23/04/2019

    Лауреат премии «Глобальная энергия» Сергей Алексеенко возглавил центр «Экоэнергетика 4.0» в ТПУ

    В Томском политехническом университете (ТПУ) создан Научно-образовательный центр «Экоэнергетика 4.0». В нем исследователи разрабатывают технологии по «превращению» низкосортного угля, отходов агропромышленного комплекса и деревообработки в экологичный источник тепла и электричества.
    419
  • 20/06/2019

    Совместная работа археологов и физиков позволит закрыть «белые пятна» в древней истории Сибири

    На помощь новосибирским археологам пришли физики-ядерщики. Их уникальное оборудование позволило закрыть большое «белое пятно» истории человека на территории Новосибирской области — в эпоху каменного века.
    218
  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    556