Top-Quark对生产已经观察到在CERN的大型强子对撞机(LHC)与Atlas检测器的铅铅碰撞中,这标志着原子核之间相互作用的第一个观察结果。
每核对以5.02 TEV的形式显示铅铅碰撞,从而导致一对候选的顶部夸克对其他颗粒的腐烂。该事件包含四个颗粒喷头(黄色锥体),一个电子(绿线)和一个MUON(红线)。镶嵌显示事件的轴向视图。图片来源:Atlas / Cern。
在Quark-Gluon血浆中,质子和中子的基本成分 - 夸克(物质颗粒)和胶子(强力载体)不存在于颗粒内,而是存在于质量状态的物质状态,形成几乎完美的密集流体。
物理学家认为,大爆炸后短暂地填充了宇宙的夸克 - 格鲁隆等离子体,其研究可以瞥见我们宇宙历史上那个早期时代的状况。
但是,在重型离子碰撞中创建时,夸克 - 杜伦等离子体的生命非常短 - 大约有10个-23秒 - 意味着无法直接观察到它。
取而代之的是,物理学家研究了在这些碰撞中产生的颗粒并通过夸克 - 胶状等离子体,将其用作血浆特性的探针。
尤其是最高的夸克是对夸克 - 格鲁隆等离子体随着时间的演变的非常有前途的探测。
作为最重的已知基本粒子,顶部的夸克衰减到其他粒子的数量级要比形成夸克 - 胶状等离子体所需的时间快。
碰撞与顶级夸克(Quark)与夸克 - 格鲁隆等离子体相互作用的延迟可以作为“时间标记”,为研究等离子体的时间动态提供了独特的机会。
此外,物理学家可以提取有关核部分分布功能的新信息,这些信息描述了核子(质子或中子)的动量如何分布在其组成夸克和胶子之间。
在新的研究中,与Atlas协作的物理学家研究了LHC运行2期间,每核对每核子对5.02 teraelectronvolts(TEV)的碰撞碰撞。
他们观察到在Dilepton通道中的顶级生产,顶部的夸克腐烂到底部的夸克和W玻色子,随后腐烂到电子或MUON和相关的中微子。
结果具有5.0标准偏差的统计显着性,这使其成为核核碰撞核中Quark Pair生产的首次观察。
物理学家说:“我们测量了最高的生产率或横截面,相对不确定性为35%。”
“总的不确定性主要是由数据集大小驱动的,这意味着正在进行的运行3的新重离子数据将提高测量的精度。”
他们补充说:“新的结果为研究夸克 - 格鲁隆等离子体的研究打开了一个窗口。”
“在未来的研究中,我们还将考虑重型离子碰撞中顶级Quark对的半左右衰减通道,这可能使他们能够首先了解随着时间的流逝,夸克 - 格鲁隆等离子体的演变。”