Top-Quark對生產已經觀察到在CERN的大型強子對撞機(LHC)與Atlas檢測器的鉛鉛碰撞中,這標誌著原子核之間相互作用的第一個觀察結果。
每核對以5.02 TEV的形式顯示鉛鉛碰撞,從而導致一對候選的頂部夸克對其他顆粒的腐爛。該事件包含四個顆粒噴頭(黃色錐體),一個電子(綠線)和一個MUON(紅線)。鑲嵌顯示事件的軸向視圖。圖片來源:Atlas / Cern。
在Quark-Gluon血漿中,質子和中子的基本成分 - 夸克(物質顆粒)和膠子(強力載體)不存在於顆粒內,而是存在於質量狀態的物質狀態,形成幾乎完美的密集流體。
物理學家認為,大爆炸後短暫地填充了宇宙的夸克 - 格魯隆等離子體,其研究可以瞥見我們宇宙歷史上那個早期時代的狀況。
但是,在重型離子碰撞中創建時,夸克 - 杜倫等離子體的生命非常短 - 大約有10個-23秒 - 意味著無法直接觀察到它。
取而代之的是,物理學家研究了在這些碰撞中產生的顆粒並通過夸克 - 膠狀等離子體,將其用作血漿特性的探針。
尤其是最高的夸克是對夸克 - 格魯隆等離子體隨著時間的演變的非常有前途的探測。
作為最重的已知基本粒子,頂部的夸克衰減到其他粒子的數量級要比形成夸克 - 膠狀等離子體所需的時間快。
碰撞與頂級夸克(Quark)與夸克 - 格魯隆等離子體相互作用的延遲可以作為“時間標記”,為研究等離子體的時間動態提供了獨特的機會。
此外,物理學家可以提取有關核部分分佈功能的新信息,這些信息描述了核子(質子或中子)的動量如何分佈在其組成夸克和膠子之間。
在新的研究中,與Atlas協作的物理學家研究了LHC運行2期間,每核對每核子對5.02 teraelectronvolts(TEV)的碰撞碰撞。
他們觀察到在Dilepton通道中的頂級生產,頂部的夸克腐爛到底部的夸克和W玻色子,隨後腐爛到電子或MUON和相關的中微子。
結果具有5.0標準偏差的統計顯著性,這使其成為核核碰撞核中Quark Pair生產的首次觀察。
物理學家說:“我們測量了最高的生產率或橫截面,相對不確定性為35%。”
“總的不確定性主要是由數據集大小驅動的,這意味著正在進行的運行3的新重離子數據將提高測量的精度。”
他們補充說:“新的結果為研究夸克 - 格魯隆等離子體的研究打開了一個窗口。”
“在未來的研究中,我們還將考慮重型離子碰撞中頂級Quark對的半左右衰減通道,這可能使他們能夠首先了解隨著時間的流逝,夸克 - 格魯隆等離子體的演變。”