Nieuw Exotisch Deeltje Kan Helpen Uitleggen Wat Er Allemaal Bij Komt Kijken

{h1}

Natuurkundigen hebben een nieuw deeltje uit gegevens van de large hadron collider ontdekt dat zou kunnen onthullen hoe protonen in atoomkernen bij elkaar worden gehouden.

Een nieuw exotisch deeltje verbergt zich te midden van de klodders aan gegevens verzameld door 's werelds grootste atoomspeurder, hebben natuurkundigen ontdekt.

Het nieuwe deeltje, genaamd Ds3 *, is een meson - een soort onstabiel deeltje gemaakt van één quark en één antiquark. Quarks zijn subatomaire deeltjes en zijn de meest elementaire bouwstenen van materie die protonen en neutronen vormen. Ze worden bij elkaar gehouden door de sterke interactie, of sterke kracht, die een van de vier fundamentele krachten in de natuur is. (Elektromagnetisme, zwakke interactie en zwaartekracht zijn de andere drie.) Er zou geen stabiele vorm van materie bestaan ​​zonder de sterke interactie die het samenhoudt.

Tim Gershon, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Warwick in het Verenigd Koninkrijk, en zijn team gebruikten de Dalitz-plotanalyse om het nieuwe deeltje te vinden. De techniek omvatte wachten op het uiteenvallen van het deeltje in de meest elementaire elementen (quarks) en het volgen van hun beweging in de Large Hadron Collider (LHC), 's werelds grootste atom-smasher.

Dit is de eerste keer dat de techniek is toegepast op gegevens van de LHC, gelegen in een 17-mijl lange (27 kilometer) ondergrondse tunnel op de grens tussen Frankrijk en Zwitserland. De analyse is mogelijk omdat natuurkundigen nu voldoende ervaring hebben met de LHC-gegevens en deze kunnen gebruiken voor meer gecompliceerde analyse. Gershon zei dat er nog meer nieuwe deeltjes verborgen in de gegevens kunnen zijn. [7 vreemde feiten over quarks]

"Wat we hier hebben laten zien, is dat we de bestaande gegevens kunnen gebruiken om nieuwe deeltjes te ontdekken," vertelde Gershon aan WordsSideKick.com. "Hopelijk hebben we een deur geopend naar een heel nieuw tijdperk van dit soort studies."

Een ongewoon deeltje

Quarks komen in zes verschillende smaken bekend als op, neer, vreemd, charme, boven en onder, en alle zes hebben hun eigen antimaterie tegenhanger genaamd een antiquark. Het Ds3 * -deeltje is gemaakt van één charme-antiquark en één vreemde quark. Quarks hebben ook een bepaalde mate van draaiing die beschrijven hoe snel ze bewegen. Eigenschappen zoals de spin en de massa van quarks bepalen het deeltje dat ze samen smelten om te maken. Het Ds3 * -deeltje is het eerste deeltje dat werd ontdekt met een spin van drie dat een charm-quark bevat. De eigenschappen maken het tot een zeer voorspelbaar deeltje, en Gershon zei dat het de reden is waarom het de perfecte kandidaat is voor het bestuderen van sterke interacties.

Sterke interactie wordt in principe perfect begrepen, maar natuurkundigen moeten de vergelijkingen die het beschrijven nog niet oplossen, zei Gershon. Sterke interactie is zo'n krachtige kracht dat het meer van de massa in een atoom verklaart dan de quarks zelf. De vergelijking achter de kracht is ongelooflijk complex. Natuurkundigen en wiskundigen hebben er jaren mee geworsteld en nu proberen de meest geavanceerde computers het te kraken. Het nieuwe deeltje zou wetenschappers dichter bij het oplossen van de vergelijking kunnen brengen, zei Gershon. [Afbeeldingen: de mooiste vergelijkingen ter wereld]

Het oplossen van de vergelijking omvat het uitzoeken van de relatie tussen een rooster van punten van ruimte en tijd. Het idee is om de effecten van de interacties tussen deze punten te berekenen. Maar de kracht is zo sterk dat de vergelijking tot nu toe onoplosbaar is gebleken. Hoewel berekeningen veel beter zijn geworden, hebben wetenschappers een benchmark nodig om te zien of ze de goede richting uitgaan.

"Het nieuwe deeltje is daarvoor steeds perfecter," zei Gershon.

De spin van het deeltje en de toevoeging van een charm-quark betekenen dat het zich op een voorspelbare manier gedraagt ​​in een rooster en dat het gemakkelijk te volgen is. Wetenschappers kunnen de metingen van het nieuwe deeltje gebruiken en het vergelijken met wat ze hebben voorspeld voor de interacties, om te zien of ze op de goede weg zijn, zei Gershon.

Het nieuwe deeltje zou ook meer kunnen onthullen over het gapende verschil tussen de hoeveelheid materie en antimaterie in het universum. Antimaterie heeft de tegenovergestelde elektrische lading van reguliere materie, en na de oerknal, materie en antimaterie ontploffen in het universum in gelijke hoeveelheden, denken natuurkundigen. Maar antimaterie is zeldzaam en natuurkundigen weten niet zeker waarom materie de kosmos ging domineren. Sommigen denken dat het antwoord kan liggen in deeltjes die natuurkundigen nog moeten ontdekken. Deze deeltjes, voorspellen ze, passen niet in het rijk van het standaardmodel van de natuurkunde - de wetten die het universum besturen zoals wetenschappers het tot nu toe begrijpen.

"Nieuwe mesonen leren ons niet over uitbreidingen van het standaardmodel [van de natuurkunde]", zei Gershon. "Echter, deze zelfde techniek kan worden gebruikt om te zoeken naar nieuwe deeltjes en bronnen van asymmetrie die niet zijn opgenomen in het standaardmodel," voegde Gershon toe, verwijzend naar de asymmetrie tussen de hoeveelheid materie en antimaterie in het universum.

Volg Kelly Dickerson op tjilpen. Volg ons @wordssidekick, Facebook&Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Waarom word jij helemaal lek geprikt door muggen en je partner niet? (1/5).




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com