Científicos recrean el nacimiento del universo y descubren las misteriosas "partículas X"

Los físicos del Centro Europeo de Investigación Nuclear realizaron Evidencia de X(3872) en Colisiones Pb-Pb y Estudios de su Rápida Producción a √ s N N = 5.02 TeV en el experimento del Gran Colisionador de Hadrones para recrear el plasma de quarks y gluones. Este es un estado especial de la materia en el que se encontraba el Universo en los primeros instantes posteriores al Big Bang.

En los estados a los que estamos acostumbrados, la materia se compone de moléculas, y éstas son de átomos. Los átomos, a su vez, incluyen un núcleo de protones positivos y neutrones neutros, así como electrones cargados negativamente.

A temperaturas extremadamente altas, el núcleo se descompone en protones y neutrones. Ellos, a su vez, consisten en quarks conectados por gluones, partículas elementales que no tienen masa y son bosones de calibre vectorial.

A energías de partículas ultra altas (que, de hecho, determinan temperaturas al nivel de billones de grados), los quarks y los gluones se separan. Se forma un plasma de quarks-gluones

Iones pesados ​​y plasma de quarks-gluonesdonde los quarks y los gluones se mueven independientemente unos de otros.

En el Gran Colisionador de Hadrones, los físicos han acelerado protones y neutrones desde 13 mil millones de átomos de plomo hasta velocidades máximas. Las partículas chocaron entre sí y se formó un plasma de quarks y gluones, que duró varias mil millonésimas de segundo.

Después de analizar los datos experimentales utilizando una red neuronal, los científicos descubrieron alrededor de cien mesones X inusuales (3872). Estas son partículas inestables, que consisten en un número igual de quarks y antiquarks, existen hasta varias cientos de millonésimas de segundo y generalmente se detectan solo en forma de fragmentos. Pero tal número de misteriosas "partículas X" no se podía obtener antes.

El conjunto de características cuánticas X (3872) resultó ser inusual para los mesones en general. No encajan en el modelo de quarks propuesto por Gell-Mann y Zweig en 1964, que describe la estructura y formación de la materia.

El estudio de las partículas X debería complementar el modelo de quarks. En general, este no es el primer caso en que la teoría no coincide con los resultados de los experimentos, y esto cada vez da lugar a nuevas razones para la investigación científica.

Es importante que los científicos ahora sepan cómo obtener una cantidad suficientemente grande de mesones X en plasma de quarks-gluones y analizar datos sobre ellos utilizando algoritmos inteligentes. Esto ayudará a describir con mayor precisión los primeros momentos de la existencia del Universo después del Big Bang y a comprender mejor los procesos que lo llevaron a su estado actual.

Ksenia Shestakova