Dezember 7, 2022

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Der Large Hadron Collider findet Hinweise auf 3 nie zuvor gesehene Teilchen

Der Large Hadron Collider findet Hinweise auf 3 nie zuvor gesehene Teilchen

Physiker sagen, sie hätten Beweise in Daten aus Europa gefunden Large Hadron Collider Für drei nie zuvor gesehene Sätze von Quarks, gerade als der größte Teilchenzertrümmerer der Welt eine neue Runde hochenergetischer Experimente beginnt.

Die drei exotischen Arten von Teilchen – zu denen zwei Gruppen von vier Quarks, bekannt als Quarks, sowie eine Einheit von fünf Quarks, Pentaquark genannt, gehören, sind perfekt kompatibel mit Standardformdie alte Theorie, die den Aufbau von Atomen beschreibt.

Im Gegensatz dazu hoffen Wissenschaftler, dass der derzeitige Betrieb des LHC physikalische Beweise jenseits der Reichweite von liefern wird Standardform Um die Natur mysteriöser Phänomene zu erklären, wie z Dunkle Materie. Diese Beweise könnten darauf hindeuten Neue Anordnungen subatomarer Teilchenoder auch Zusätzliche Dimensionen in unserer Welt.

LHC wurde für drei Jahre abgeschaltet, um seine Systeme zu modernisieren, um beispiellose Leistungsniveaus zu bewältigen. Diese Schließung endete im AprilSeitdem bereiten sich Wissenschaftler und Ingenieure des Forschungszentrums CERN an der französisch-schweizerischen Grenze darauf vor, den wissenschaftlichen Betrieb heute wieder aufzunehmen.

Das Kontrollzentrum des CERN brummte, als der LHC seine dritte Runde der Datenerfassung und -analyse begann.

„Es ist jetzt ein magischer Moment“, sagte Fabiola Gianotti, General Manager des CERN. Webcasting heute. „Wir haben gerade eine beispiellose Energie erreicht, 13,6 TeV, und dies eröffnet eine neue Ära der Exploration am CERN.“

Gianotti sagte, dass die LHC-Wissenschaftler erwarten, in dieser dritten Runde die meisten Daten zu sammeln, die sie gesammelt haben Im Laufe von 13 Jahren bei den beiden vorangegangenen Zusammenstößen. „Das wird natürlich unsere Chancen erhöhen, die grundlegenden Gesetze des Universums zu entdecken oder zu verstehen“, sagte sie.

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Der 27 Kilometer (etwa 17 Meilen) lange Ring aus supraleitenden Magneten und seine Teilchendetektoren sollen in Runde 3 etwa vier Jahre lang rund um die Uhr in Betrieb sein.

Der heutige Start des Rennens erfolgt 10 Jahre und einen Tag, nachdem die LHC-Physiker ihre bisher größte Entdeckung bekannt gegeben haben: Beweis für die Existenz des Higgs-Bosonsein subatomares Teilchen, das hilft, das Phänomen der Masse zu erklären.

Die drei neuen Arten von subatomaren Teilchen, beschrieben heute während a CERN-Seminar, nicht ganz Entdeckungen auf der Higgs-Ebene. Aber sie deuten darauf hin, dass der LHC auf dem besten Weg ist, weitere bisher ungesehene Bausteine ​​des Universums zu entdecken.

Der Large Hadron Collider zerschmettert Protonen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit, um Kombinationen von Quarks zu untersuchen, die als bekannt sind Hadronen.

„Je mehr Analysen wir durchführen, desto mehr exotische Hadronen finden wir“, sagte Niels Tuning, Physikkoordinator für den LHCb-Detektor. Er sagte in einer Pressemitteilung.

„Wir erleben eine ähnliche Entdeckungsphase wie in den 1950er Jahren, als die Entdeckung des ‚Teilchenzoos‘ der Hadronen begann und schließlich in den 1960er Jahren zum Quarkmodell der konventionellen Hadronen führte. Wir machen den ‚Teilchenzoo 2.0‘.“

LHCb-Sprecher Chris Parks sagte, die Untersuchung neuer Gruppen von Quarks „wird Theoretikern helfen, ein einheitliches Modell exotischer Hadronen zu entwickeln, deren genaue Natur weitgehend unbekannt ist“.

Die meisten Hadronen sind nicht sehr seltsam. Protonen und Neutronen zum Beispiel bestehen aus drei aneinander gebundenen Quarks. (eigentlich, Der Ursprung des Wortes „Quark“Kehrt zu einer Zeile von zurück Weck Finnegan auf Von James Joyce: „Three quarks for a Muster Mark!“) Pionen sind Kombinationen aus zwei Quarks.

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Vier-Quark- und Fünf-Quark-Gruppen sind sehr selten, und man nimmt an, dass sie es sind Es existiert nur für einen Moment bevor es in verschiedene Arten von Partikeln zerfällt.

Quarks gibt es in sechs verschiedenen „Geschmacksrichtungen“: Up and Down, Up and Down, Charm und Weird.

Das LHCb-Team analysierte den Zerfall negativ geladener B-Mesonen und fand Hinweise auf ein Pentagramm, das aus einem Charm-Quark und einem Charm-Antiquark sowie einem Up-, Down- und Strange-Quark besteht. Es ist das erste Pentagon, von dem bekannt ist, dass es ein seltsames Quark enthält.

Die neu identifizierten quartären Quarks haben eine „Charge Double“-Gruppe aus vier Quarks: ein Charm-Quark, ein Strange-Antiquark, ein Up-Quark und ein Down-Antiquark.

Diese Tetraquarks wurden in Kombination mit ihrem neutralen Gegenstück beobachtet, das ein Charm-Quark, ein Strange-Antiquark, ein Up-Antiquark und ein Down-Quark aufweist. CERN sagt, dass dies das erste Mal ist, dass ein Paar Tetraquarks zusammen beobachtet wurde.

Einige theoretische Modelle stellen sich exotische Hadronen als einzelne Einheiten fest gebundener Quarks vor. Andere sehen sie als Paare von Standard-Hadronen, die lose aneinander gebunden sind, ähnlich wie Atome aneinander gebunden sind, um Moleküle zu bilden.

„Nur Zeit und weitere Studien exotischer Hadronen werden bestimmen, ob diese Teilchen das eine, das andere oder beides sind“, sagt CERN.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von veröffentlicht Universum heute. Lies das originaler Artikel.