کشف شواهدی از اسرار تولد جهان هستی
13:19 25.01.2022 (بازآوری شدن: 13:22 25.01.2022)
© Sputnik / Sergey Pyatakov
عضو شوید
سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای(CERN) شواهدی از ذرات ایکس از تولد کیهان پیدا کرده است که رمزگشایی از ساختار آنها تصویر بهتری از فرضیه Big Bang ایجاد می‌کند.
به گزارش اسپوتنیک، فیزیکدانان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT ) که با "سرن" همکاری می‌کنند در یک مطالعه شواهدی مبنی بر وجود ذرات ایکس در پلاسمای کوارک گلوئون پیدا کرده اند که در برخورد دهنده بزرگ هادرون تولید می شود.
نتایج این مطالعه در مقاله ای که در مجله Physical Review Letters منتشر شده گزارش شده است.
"پلاسمای کوارک-گلوئون"(quark–gluon plasma) یا سوپ کوارک یک فاز در کرومودینامیک کوانتومی است که در دما یا غلظت بسیار بالا رخ می‌دهد. در این فاز، ماده تقریباً فقط کوارک و گلوئون آزاد است که هر دو از بنیادی‌ترین ذرات سازنده ماده هستند. دانشمندان فیزیک ذرات بر این عقیده‌اند که این پلاسما در اولین میکروثانیه‌های پس از انفجار بزرگ (Big Bang)، وجود داشته است و بررسی خواص این پلاسما کمک بزرگی به درک چگونگی آغاز جهان می‌کند.
مشخص شده است که تنها یک میلیونم ثانیه پس از انفجار بزرگ یا (Big Bang)، همه چیز در جهانِ فیزیکیِ شناخته شده به حرکت درآمد. قبل از آن، کیهان مملو از پلاسمای تریلیون درجه‌ای متشکل از کوارک‌ها و گلوئون‌ها بود که ذرات بنیادی هستند که فقط برای دوره‌های نسبتاً کوتاهی قبل از سرد شدن و تبدیل شدن به ذرات پایدارتر وجود داشتند.
" نوترون‌ها و پروتون‌هایی که ماده متعارف امروزی ما را تشکیل می‌دهند، از این ذرات به وجود آمدند. اما قبل از سرد شدن، بخش کوچکی از این گلوئون‌ها و کوارک‌ها به طور تصادفی با هم برخورد کردند و ذرات "ایکس"(X) را تشکیل دادند که دوام زیادی نداشتند.
When running at the current energy record of 6.5 TeV, protons in the Large Hadron Collider move at ~0.999999990 c, or about 3.1 m/s (11 km/h) slower than the speed of light. It takes ~90 μs for a proton to travel 26.7 km around the main ring [read more: https://t.co/72Fg2Ijuiv] pic.twitter.com/0AQGkqBdzJ
— Massimo (@Rainmaker1973) January 20, 2022
کوارک"(Quark) یک ذره بنیادی و یکی از اجزای پایه‌ای تشکیل‌دهنده ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام "هادرون" را پدید آورند که پایدارترین آنها پروتون و نوترون، اجزای تشکیل‌دهنده هسته اتم هستند. به دلیل پدیده‌ای که به "حبس رنگ" معروف است، کوارک‌ها هیچ‌گاه به صورت انفرادی یافت نمی‌شوند و مستقیماً قابل مشاهده نیستند، آنها را فقط می‌توان درون هادرون‌هایی مانند باریون‌ها که نمونه‌های آنها پروتون و نوترون هستند و مزون‌ها یافت.
"گلوئون"(Gluon) نیز ذره‌ای است که بین کوارک‌ها مبادله می‌شود تا آنها را به هم پیوند دهد. به این ترتیب گلوئون‌ها به طور غیرمستقیم مسئولیت جاذبه بین پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته اتم را به عهده می‌گیرند. گلوئون از کلمه"glue " به معنای چسب گرفته شده است. به عنوان مثال اگر یک پروتون متحرک باشد، نیمی از تکانه آن توسط سه کوارک آن تأمین می‌شود و نیمی دیگر از آن توسط تعداد زیادی گلوئون تأمین می‌شود.
این اولین باری است که دانشمندان با موفقیت ذرات X را در این پلاسمای کوارک-گلوئون به روشی شناسایی کردند که دانشمندان فکر می‌کنند ممکن است ساختار مرموز آنها را آشکار کند.
بشر مدت‌هاست که می‌داند نوترون‌ها و پروتون‌ها بلوک‌های ساختمانی اصلی اتم‌ها و ماده هستند، اما اینها به نوبه خود از سه کوارک تشکیل شده‌اند که بسیار محکم به هم چسبیده‌اند.
از آنجایی که ذره X از نوع 3872 در سال 2003 طی یک آزمایش در جاپان کشف شد، دانشمندان حدس می‌زنند که این ذره یک تتراکوارک فشرده یا یک نوع کاملاً جدید از مولکول است که به جای اتم‌ها از مزون‌ها به وجود می‌آید که از دو کوارک تشکیل شده است.
مرکز کنترل سرن هرگونه کنترل و سازماندهی اساسی را بر روی این شتاب‌دهنده انجام می‌دهد. در برخورد دهنده بزرگ هادرونی تونل‌ها طوری طراحی و برنامه‌ریزی شده‌اند که در سراسر مسیرِ حلقه‌ای شکل، چهار برخورد برای پروتون‌ها صورت می‌گیرد که این نقاط، محل قرارگیری آزمایش‌ها هستند.
