Ученые впервые увидели образование самой тяжелой фундаментальной частицы во Вселенной в новых условиях

Это произошло во время эксперимента на Большом адронном коллайдере.

Физики из ЦЕРН достигли важного прорыва, впервые увидев образование самой тяжелой фундаментальной частицы во Вселенной — t-кварка, во время эксперимента на Большом адронном коллайдере. Это произошло во время столкновения ионов свинца.

Об этом сообщило издание IFLScience.

Кварки являются основными строительными блоками материи, состоят из протонов и нейтронов. Существует шесть разновидностей кварков, среди которых t-кварк является самым тяжелым и нестабильным. Его распад происходит за микроскопический промежуток времени – всего за 5×10^-25 секунд. Обычно физики изучают t-кварки при столкновении протонов, но на этот раз они наблюдали их образование именно в результате столкновения ионов свинца.

В рамках последнего эксперимента физики смогли воспроизвести условия, царившие спустя доли секунды после Большого взрыва. В этот период вся материя существовала в виде кварко-глюонной плазмы — субстанции, состоящей из кварков и глюонов. Глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия, одной из четырех фундаментальных сил Вселенной и способствуют соединению кварков. Именно кварко-глюонная плазма обеспечила условия для образования протонов, нейтронов и других элементарных частиц, из которых состоит вся материя.

Это состояние материи существовало очень короткое время — примерно 10^-23 секунды, что в десять раз дольше времени, необходимое для образования и распада t-кварка. Изучая частицы, возникавшие в разные моменты существования этой плазмы, ученые могут изучать эволюцию кварко-глюонной плазмы.

Физики планируют использовать истинный кварк для изучения распределения момента импульса внутри подвижных протонов и нейтронов. Ученые хотят выяснить, равномерно ли распределяется момент импульса между кварками и глюонами, составляющими ядро атома. Во время образования t-кварков исследователи обнаружили, что они быстро распадаются на W-бозон и красивый кварки. W-бозон является переносчиком слабого взаимодействия и может распадаться на электрон или мюон вместе с подходящим нейтрино. Существует теоретическая возможность распада W-бозона на кварки, однако эти исследования будут осуществлены в будущем, когда ученые смогут глубже улучшить эволюцию кварк-глюонной плазмы.