CERN a vedci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) prichádzajú s ďalším dôležitým objavom, prinášajú dôkazy o existencii častíc X, píše portál Interesting Engineering. Tieto častice sú neuveriteľne vzácne a môžu objasniť kľúčové podrobnosti o vzniku nášho vesmíru.

Vznikali úplnou náhodou

Len milióntinu sekundy po Veľkom tresku pozostával vesmír z horúcej plazmy s teplotou jedného bilióna °C, ktorú tvorili elementárne častice ako kvarky a gluóny. Tie existovali len krátku dobu, kým sa kozmos prudko ochladil a začali vznikať bežnejšie, komplexnejšie častice.

Než ale k tomuto ochladeniu naozaj došlo, gluóny a kvarky sa náhodne zrážali, pričom tvorili záhadné častice X, ktorých životnosť je takisto veľmi krátka a obmedzená. Dôkazy o týchto výnimočných časticiach objavili vedci vďaka Veľkému hadrónovému urýchľovaču v komplexe CERN.

rawpixel.com/freepik

Pomocou neho fyzici vytvorili horúcu kvark-gluónovú plazmu a následne využili techniku strojového učenia, aby dôkladne analyzovali až 13 miliárd zrážok ťažkých iónov. Ako vysvetľuje Phys.org, každá z týchto zrážok vytvorila ďalšie desaťtisíce nabitých častíc. Medzi nimi našli vedci asi 100 X-častíc, ktoré sú známe ako X (3872) vďaka svojej predpokladanej hmotnosti.

Objasnia doteraz neznámu štruktúru

„Toto je len začiatok príbehu. Ukázali sme, že dokážeme nájsť signál. V nasledujúcich rokoch chceme použiť kvark-gluónovú plazmu na preskúmanie vnútornej štruktúry X-častíc, čo môže zmeniť náš pohľad na to, aký druh materiálu by mal vesmír produkovať,“ vysvetľuje Yen-Jie Lee, vedúci autor štúdie a vedec z MIT.

Odborníci dlhé roky verili, že sa základné stavebné prvky hmoty, teda neutróny a protóny, skladajú z troch kvarkov. Len nedávno však experimenty preukázali, že existujú aj tetrakvarkové častice a majú podozrenie, že jednou z nich môže byť aj samotná X (3872). Môže však ísť aj o úplne nový druh molekuly, ktorý sa miesto atómov skladá z dvoch slabo viazaných mezónov.

CERN / Maximilien Brice

„Po tom, čo vznikne kvark-gluónová plazma a následne sa ochladí, je vyprodukovaných ohromne veľa častíc a pozadie je príliš silné. Pozadie sme preto museli utlmiť, aby sme nakoniec v našich dátach videli X-častice,“ dopĺňa Lee.

CERN sa do dôchodku nechystá

Na stlmenie pozadia vedci použili práve strojové učenie a špeciálne algoritmy, ktoré dokázali v zdanlivom chaose rozoznať X-častice, ktoré sa takmer okamžite po svojom vzniku rozpadnú. V ich prípade je však práve tento rozpad veľmi špecifický a pomohol s ich zložitou identifikáciou.

CERN

Európsky CERN tak, za pomoci vedcov spoza Atlantiku, opäť dokázal svoju dôležitosť. Komplex experimentov a urýchľovačov častíc vďaka šikovným vedcom neustále prichádza s novými objavmi, z ktorých mnohé môžu prepísať učebnici fyziky. Podobne na tom môže byť aj dôkaz o X-časticiach, ktoré nám pomôžu objasniť častice v prvotných momentoch nášho vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Novinky