Charmed Existence: Geheimnisvolle Teilchen Könnten Geheimnisse Des Urknalls Enthüllen

{h1}

Charm-quarks scheinen mehr mit anderen teilchen in wechselwirkung zu treten, als bisher von wissenschaftlern angenommen wurde.

Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel wurde um 16:30 Uhr aktualisiert. am 13. Juni

Ein mysteriöses Teilchen, das in einem lodernden Feuerball bei einem Atombasierer erzeugt wird, benimmt sich schlecht, wie ein neues Experiment zeigt.

Das Teilchen, ein Zauberquark genannt, zeigte überraschende Wechselwirkungen mit seinen benachbarten subatomaren Teilchen, zeigen Messungen. Diese Entdeckung könnte das Verständnis der Wissenschaftler für die Bedingungen verbessern, die kurz nach dem Urknall herrschten, als das Universum von einer urzeitlichen Suppe aus Elementarteilchen durchdrungen war, und möglicherweise Hinweise auf die Physik enthielt, die über das heutige Wissen der Wissenschaftler hinausgehen. [Verrückte Physik: Die coolsten kleinen Teilchen der Natur]

Zurück zum Anfang

Das überraschende Charm-Quark-Verhalten wurde erstmals beim Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) des Brookhaven National Laboratory in Upton, New York, entdeckt, der darauf abzielt, die Bedingungen in Billiardstelsekunden nach dem Urknall wiederherzustellen. Der Schlüssel zu dieser neuen Beobachtung ist der Heavy Flavor Tracker (HFT), ein Satz kürzlich installierter, ultransensitiver Fotodetektoren, die denen von Digitalkameras ähneln. Mit dem HFT haben Forscher erstmals das Verhalten von Charm-Quarks direkt gemessen, als sie aus dem Billionen-Grad-Feuerball hervorgingen, der die ersten Momente des Universums nachstellen sollte.

Um diese ursprünglichen Bedingungen wieder herzustellen, feuert der RHIC Goldatome fast mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander ab. Bei der Kollision zerfallen die Atome in eine Suppe aus elementaren, frei fließenden Teilchen, die als Quark-Gluon-Plasma bezeichnet werden. Quarks bilden bekanntere Teilchen wie Protonen und Neutronen, während Gluonen die Träger der starken Kernkraft sind, die die Quarks zusammenhält.

Die Messungen zeigen den Physikern, ob ihre Modelle von Feldern, die Quarks und Gluonen verbinden, basierend auf einer Theorie, die Quantenchromodynamik genannt wird, laut einer neuen Studie, die die Ergebnisse detailliert, richtig sind.

"Sie können untersuchen, wie sich Kernmedium bei diesen hohen Temperaturen verhält und funktioniert", sagte der Physiker des Brookhaven National Laboratory, Flemming Videbaek, ein Mitautor der Studie, gegenüber WordsSideKick.com.

Schwere Wechselwirkungen

Quarks und ihre Antimaterie-Gegenstücke gibt es in sechs Varianten, die den Physikern als "Flavours" bekannt sind: Auf, Ab, Oben, Unten, Seltsam und Charme. Sie haben unterschiedliche Massen; Die auf und ab Quarks, aus denen Protonen und Neutronen bestehen, sind die leichtesten. Charm-Quarks sind die dritten schwersten, hinter Top-Quarks. Sie bilden sich niemals unter gewöhnlichen Bedingungen auf der Erde; ein Teilchenbeschleuniger ist erforderlich, um sie herzustellen. [7 seltsame Fakten über Quarks]

Albert Einsteins berühmter E = mc2 Die Gleichung besagt, dass Energie und Masse dasselbe sind, und wenn die Atomkerne im RHIC zusammenstoßen, ist die Energie so groß, dass schwerere, exotische Partikel wie Charm-Quarks entstehen.

Einer der Partikel, die bei dieser feurigen Kollision entstehen, ist der D-Zero, der aus einem Charm-Quark und einem Anti-Up-Quark besteht. Die D-Nullen bewegen sich einen Bruchteil eines Millimeters vor dem Zerfall und werden zu zwei anderen Teilchen: Kaonen und Pionen. Es sind die Kaons und Pions, die die Experimentatoren mit dem HFT tatsächlich "sehen".

Was die Forscher überraschte, war, dass der Fluss des Quark-Gluon-Plasmas die schweren D-Zero-Partikel einfing. Der fußballförmige Feuerball strahlte mehr D-Nullen aus dem breiteren Teil als aus den Enden heraus und nicht gleichmäßig verteilt aus. Vorherige Modelle sagten voraus, dass der D-Zero, der den schweren Charm-Quark enthält, zu massiv war, um mit den Quarks und Gluonen im Plasma zu interagieren. Nach diesen Modellen würde seine Masse dazu führen, dass der D-Nullpunkt zu schnell ausläuft, bevor die Kräfte des Plasmas darauf wirken könnten, und das Plasma würde nicht lange genug dauern, um viel Wechselwirkung zu erzeugen.

Stattdessen hat das Quark-Gluon-Plasma eine niedrige Viskosität; Wenn es eine Flüssigkeit wäre, würde es frei fließen, sagte Videbaek.

"Die Tatsache, dass es eine niedrige Viskosität hat, bedeutet, dass es ziemlich viel mit den Teilchen interagiert", sagte Videbaek. Das bedeutet "einige Modelle waren ziemlich weit weg".

Die Charm-Quarks halfen Wissenschaftlern nicht nur bei der Verfeinerung ihrer Modelle, sondern enthielten auch weitere Details zum Verhalten des Quark-Gluon-Plasmas. Wenn Sie mehr darüber wissen, was solche Plasmen tatsächlich tun, können Wissenschaftler verstehen, wonach sie suchen müssen, wenn sie nach neuen physikalischen Gesetzen suchen, und ihnen die Auswirkungen der bereits bekannten verstehen.

In zukünftigen Experimenten hofft das Team, Einblick in das Verhalten anderer schwerer und seltener Teilchen zu erhalten, die aus Quarks bestehen, wie z. B. dem B (oder "Schönheit") - Meson, das aus einem unteren Quark und einem seiner leichteren Verwandten besteht. Sagte Videbaek.

Die Studie wurde am 26. Mai in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um festzustellen, dass Charms der drittstärkste und nicht der zweitlastigste Quark sind.

Ursprünglich auf WordsSideKick.com veröffentlicht.


Videoergänzungsan: .




Forschung


Mokele-Mbembe: Die Suche Nach Einem Lebenden Dinosaurier
Mokele-Mbembe: Die Suche Nach Einem Lebenden Dinosaurier

Hier Sehen Sie Aus, Wie Sie Als Nervensystem Aussehen Würden
Hier Sehen Sie Aus, Wie Sie Als Nervensystem Aussehen Würden

Wissenschaft Nachrichten


Künstliche Blutplättchen Ahmen Die Natur Nach, Um Blutungen Zu Stoppen
Künstliche Blutplättchen Ahmen Die Natur Nach, Um Blutungen Zu Stoppen

Entdeckung: Warum Seltsame, Kreidige Wirbel Den Südlichen Ozean Bedecken
Entdeckung: Warum Seltsame, Kreidige Wirbel Den Südlichen Ozean Bedecken

Seymour Benzer
Seymour Benzer

Spontane Orgasmen Der Frau, Ausgelöst Durch Parkinson-Droge
Spontane Orgasmen Der Frau, Ausgelöst Durch Parkinson-Droge

Winzige Sprengmarken Auf Dem Berggipfel Beginnen Mit Dem Bau Eines Riesigen Teleskops
Winzige Sprengmarken Auf Dem Berggipfel Beginnen Mit Dem Bau Eines Riesigen Teleskops


DE.WordsSideKick.com
Alle Rechte Vorbehalten!
Die Wiedergabe Von Irgendwelchen Materialien Erlaubt Nur Prostanovkoy Aktiven Link Zu Der Website DE.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DE.WordsSideKick.com