在兩個鉛原子碰撞噴出的碎屑中檢測到了一對頂夸克。
這是第一次在兩個原子核之間的碰撞中發現這種特定的夸克-反夸克對。此次檢測強化了所有證據六種夸克口味存在於時間的黎明，在濃稠的人們認為在宇宙誕生之後的那一刻就充滿了。
這意味著我們距離對這種原始湯進行新的測量，並收集關於我們的宇宙從一開始是如何形成的新見解又近了一步。
夸克-膠子等離子體是當通常束縛在質子和中子內部的基本夸克和膠子從它們的界限中釋放出來並在極其活躍的條件下以鬆散的、相互作用的“湯”的形式晃動在一起時所得到的。
研究這個的問題夸克衰變的速度非常非常快，只需要不到一秒的時間。大爆炸後出現的夸克-膠子等離子體僅存在了百萬分之幾秒，然後粒子聚集在一起開始形成正常物質，這一過程稱為強子化。
為了研究夸克-膠子等離子體，物理學家使用大型強子對撞機等粒子對撞機將重粒子撞擊在一起。這些碰撞產生大量粒子，這些粒子在形成正常物質的過程中穿過夸克-膠子等離子體態。科學家可以測量該過程的產物來探測夸克-膠子等離子體。
頂夸克是六種夸克味中最重的一種，是研究夸克-膠子等離子體演化的特別有價值的工具。但由於它們最重，所以壽命最短，只有10-25秒。這比強子形成時間尺度短，這意味著它們在強子化發生之前就衰變了。
重離子碰撞產生的夸克-膠子等離子體可持續10-23秒；因此頂夸克在整個等離子體之前就消失了，這使得它們特別難以研究。
通常，物理學家正在尋找的粒子不是直接檢測到的，而是從它們衰變的產物中追溯到，新研究就是這種情況。在大型強子對撞機中，ATLAS Collaboration 的一組物理學家通過雙輕子衰變通道檢測到了其衰變產物中頂夸克對的形成。
在此過程中，頂夸克衰變為底夸克和W;然後W玻色子衰變成，以及電子或μ子。該合作在鉛原子之間的碰撞中確定了這一過程，統計顯著性為 5.03 sigma – 清除了五西格瑪閾值進行顯著檢測。
這是第一次在重核之間的碰撞中觀察到頂夸克對的產生。一個上一篇論文描述了頂夸克對在碰撞中的產生鉛離子和質子;新的結果更進一步，為夸克-膠子等離子體的未來研究提供了一條道路。
研究人員在論文中寫道：“對這一過程的觀察鞏固了夸克-膠子等離子體預平衡階段存在所有夸克味道的證據，類似於早期宇宙的條件。”
“這一結果為進一步研究夸克-膠子等離子體和頂夸克早期宇宙的物理學鋪平了道路。”
這研究將發表於物理評論快報。
