МОСКВА, 18 мая. /ТАСС/. Российские и зарубежные физики, работающие с детектором ALICE в составе Большого адронного коллайдера, получили первые подтверждения существования так называемой мертвой зоны в окрестностях распадающихся частиц, внутри которой не могут возникать субатомные частицы-глюоны. Об этом в среду сообщила пресс-служба ЦЕРН.
"Успешные поиски "мертвой зоны" у распадающихся частиц открыли дорогу для проведения первых прямых замеров массы всех кварков. До настоящего времени у нас не было возможности их "взесить" из-за феномена конфайнмента, который мешает прямым замерам массы всех субатомных частиц кроме сверхтяжелого топ-кварка", - заявил научный координатор ALICE Андреа Дайнезе, чьи слова приводит пресс-служба ЦЕРН.
Все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Кварки и антикварки связаны между собой мощнейшими силами природы, так называемыми сильными ядерными взаимодействиями, чьими переносчиками, предположительно, являются глюоны.
В чистом виде кварки и глюоны не существуют, так как для их "освобождения" необходимы гигантские температуры и энергии, которые существовали только в момент Большого взрыва. По этой причине распады различных атомов и нестабильных частиц материи, сопровождающиеся выделением глюонов и кварков, практически мгновенно ведут к формированию новых частиц, часть из которых сразу же распадается и вырабатывает новые порции глюонов и кварков.
Поиски "мертвой зоны"
Как объясняет Дайнезе, еще в конце прошлого столетия физики-теоретики пришли к выводу, что глюоны могут формироваться во время подобных цепочек распадов далеко не во всех областях пространства. Их расчеты показали, что данные субатомные частицы в принципе не могут возникать внутри особой конусообразной "мертвой зоны", расположенной непосредственно по направлению движения каждой распавшейся частицы.
Впоследствии ученые получили массу косвенных свидетельств существования этой "мертвой зоны", однако прямые подтверждения ее наличия не были получены из-за того, что распады новых поколений нестабильных частиц мешали наблюдениям за выбросами глюонов из их прародителей. Участники научной коллаборации ALICE решили эту проблему во время изучения последствий всех столкновений протонов, которые проходили в кольце БАК в 2015-2018 годах.
Это стало возможным благодаря тому, что физики ЦЕРН обратили внимание на то, что всю цепочку распадов частиц можно "отмотать" назад во времени, если первая из них содержала в себе тяжелый "очарованный" c-кварк. Масса этой субатомной частицы сильно зависит от размеров "мертвой зоны", что позволило ученым использовать очень точные, но при этом косвенные замеры ее массы для прямых поисков границ той области пространства, куда глюоны не попадают во время распадов частиц, содержащих c-кварк.
Проведенные Дайнезе и его коллегами расчеты подтвердили, что "мертвая зона" действительно существует. Это одновременно напрямую доказывает то, что "очарованный" кварк обладает ненулевой массой, а также открывает дорогу для проведения сверхточных замеров массы других субатомных частиц, в том числе сверхтяжелых b-кварков, некоторые свойства и черты поведения которых, как предполагают многие ученые, могут расходиться с предсказаниями Стандартной модели физики частиц.