Вчені вперше побачили утворення найважчої фундаментальної частинки у Всесвіті в нових умовах

Це сталося під час експерименту на Великому адронному колайдері.

Фізики з ЦЕРН досягли важливого прориву, вперше побачивши утворення найважчої фундаментальної частинки у Всесвіті — t-кварка, під час експерименту на Великому адронному колайдері. Це відбулося під час зіткнення іонів свинцю.

Про це повідомило видання IFLScience.

Кварки є основними будівельними блоками матерії, з яких складаються протони та нейтрони. Існує шість різновидів кварків, серед яких t-кварк є найважчим і найбільш нестабільним. Його розпад відбувається за мікроскопічний проміжок часу — всього за 5×10^-25 секунд. Зазвичай фізики вивчають t-кварки під час зіткнення протонів, але цього разу вони спостерігали їх утворення саме в результаті зіткнення іонів свинцю.

У рамках останнього експерименту фізики змогли відтворити умови, що панували через частки секунди після Великого вибуху. В цей період вся матерія існувала у вигляді кварк-глюонної плазми — субстанції, що складається з кварків і глюонів. Глюони є переносниками сильної взаємодії, однієї з чотирьох фундаментальних сил Всесвіту, і вони сприяють з'єднанню кварків. Саме кварк-глюонна плазма забезпечила умови для утворення протонів, нейтронів та інших елементарних часток, з яких складається вся матерія.

Цей стан матерії існував дуже короткий час — приблизно 10^-23 секунди, що вдесятеро довше за час, необхідний для утворення і розпаду t-кварка. Вивчаючи частинки, що виникали в різні моменти існування цієї плазми, науковці можуть вивчати еволюцію кварк-глюонної плазми.

Фізики планують використовувати істинний кварк для вивчення розподілу моменту імпульсу всередині рухомих протонів і нейтронів. Вчені хочуть з'ясувати, чи рівномірно розподіляється момент імпульсу між кварками і глюонами, що складають ядро атома. Під час утворення t-кварків дослідники виявили, що вони швидко розпадаються на W-бозон і красивий кварк. W-бозон є переносником слабкої взаємодії та може розпадатися на електрон або мюон разом з відповідним нейтрино. Існує теоретична можливість розпаду W-бозона на кварки, проте ці дослідження будуть здійснені в майбутньому, коли вчені зможуть глибше краще еволюцію кварк-глюонної плазми.