Οι επιστήμονες αναδημιούργησαν τη γέννηση του σύμπαντος και ανακάλυψαν τα μυστηριώδη "σωματίδια Χ"

Οι φυσικοί του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών πραγματοποίησαν Στοιχεία για το X(3872) σε συγκρούσεις Pb-Pb και μελέτες της άμεσης παραγωγής του στα √ s N N = 5,02 TeV στο πείραμα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων για την αναδημιουργία του πλάσματος κουάρκ-γλουονίων. Αυτή είναι μια ειδική κατάσταση της ύλης στην οποία βρισκόταν το Σύμπαν τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Στις καταστάσεις που έχουμε συνηθίσει, η ύλη αποτελείται από μόρια και αυτά από άτομα. Τα άτομα, με τη σειρά τους, περιλαμβάνουν έναν πυρήνα θετικών πρωτονίων και ουδέτερων νετρονίων, καθώς και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια.

Σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, ο πυρήνας διασπάται σε πρωτόνια και νετρόνια. Αυτά, με τη σειρά τους, αποτελούνται από κουάρκ που συνδέονται με γκλουόνια - στοιχειώδη σωματίδια που δεν έχουν μάζα και είναι διανυσματικά μποζόνια.

Σε υπερυψηλές ενέργειες σωματιδίων (οι οποίες, στην πραγματικότητα, καθορίζουν θερμοκρασίες σε επίπεδο τρισεκατομμυρίων μοιρών), τα κουάρκ και τα γκλουόνια διαχωρίζονται. Σχηματίζεται ένα πλάσμα κουάρκ-γλουονίου

Βαρέα ιόντα και πλάσμα κουάρκ-γλουονίωνόπου τα κουάρκ και τα γκλουόνια κινούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.

Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, οι φυσικοί έχουν επιταχύνει πρωτόνια και νετρόνια από 13 δισεκατομμύρια άτομα μολύβδου σε μέγιστες ταχύτητες. Τα σωματίδια συγκρούστηκαν μεταξύ τους και σχηματίστηκε ένα πλάσμα κουάρκ-γλουονίου, το οποίο διήρκεσε για αρκετά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου.

Αφού ανέλυσαν τα πειραματικά δεδομένα χρησιμοποιώντας ένα νευρωνικό δίκτυο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν περίπου εκατό ασυνήθιστα μεσόνια X (3872). Πρόκειται για ασταθή σωματίδια, τα οποία αποτελούνται από ίσο αριθμό κουάρκ και αντικουάρκ, υπάρχουν μέχρι και αρκετές εκατοντάδες εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου και συνήθως ανιχνεύονται μόνο με τη μορφή θραυσμάτων. Αλλά ένας τέτοιος αριθμός μυστηριωδών "σωματιδίων Χ" δεν μπορούσε να ληφθεί πριν.

Το σύνολο των κβαντικών χαρακτηριστικών X (3872) αποδείχθηκε ασυνήθιστο για τα μεσόνια γενικά. Δεν ταιριάζουν στο μοντέλο κουάρκ που πρότειναν οι Gell-Mann και Zweig το 1964, το οποίο περιγράφει τη δομή και το σχηματισμό της ύλης.

Η μελέτη των σωματιδίων Χ θα πρέπει να συμπληρώνει το μοντέλο κουάρκ. Γενικά, δεν είναι η πρώτη περίπτωση που η θεωρία δεν συνέπεσε με τα αποτελέσματα πειραμάτων και αυτό κάθε φορά δημιουργεί νέους λόγους για επιστημονική έρευνα.

Είναι σημαντικό οι επιστήμονες να γνωρίζουν τώρα πώς να πάρουν έναν αρκετά μεγάλο αριθμό μεσονίων Χ στο πλάσμα κουάρκ-γλουονίων και να αναλύσουν δεδομένα σχετικά με αυτά χρησιμοποιώντας ευφυείς αλγόριθμους. Αυτό θα βοηθήσει στην ακριβέστερη περιγραφή των πρώτων στιγμών της ύπαρξης του Σύμπαντος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και στην καλύτερη κατανόηση των διεργασιών που το οδήγησαν στην τρέχουσα κατάστασή του.

Ξένια Σεστάκοβα