Срочные новости раздела
На Большом Адронном Коллайдере, впервые обнаружены экзотические X-частицы

На Большом Адронном Коллайдере, впервые обнаружены экзотические X-частицы

В течение нескольких первых миллионных долей секунды после момента Большого Взрыва вновь образовавшаяся Вселенная была заполнена высоктемпературной, в триллионы градусов, кипящей кварково-глюоонной плазмой. В хаосе этой плазмы кварки и глюоны, сталкиваясь случайным образом, формировали крайне короткоживущие X-частицы, быстро распадавшиеся обратно на составные части. Взрывное расширение Вселенной привело к последующему охлаждению плазмы, в ее среде начали образовываться стабильные нейтроны и протоны, ставшие впоследствии основой всей материи. В настоящее время X-частицы являются огромной редкостью, в большей части они возникают лишь в недрах ускорителей, где высокоэнергетические столкновения приводят к кратковременному появлению кварково-глюоонной плазмы.

© Pixabay/CC0 Public Domain

Недавно ученые-физики из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) совместно с их коллегами из Европейской организации ядерных исследований CERN использовали алгоритмы машинного обучения и самообучения для «просеивания» данных, собранных во время 13 миллиардов столкновений тяжелых ионов в недрах Большого Адронного Коллайдера. Каждое из этих столкновений породило десятки тысяч новых частиц и в этом чрезвычайно плотном и высокоэнергетическом «супе» исследователям удалось обнаружить следы присутствия 100 частиц X (3872). Число в скобках в данном случае означает предполагаемую массу данной частицы.

Отметим, что данный случай является первыми в истории, когда X-частицы были обнаружены в среде кварково-глюоонной плазмы и это дает надежду ученым узнать больше о структуре и свойствах этих загадочных частиц. Признаки присутствия частиц X (3872) впервые были обнаружены в 2003 году в ходе эксперимента Belle experiment на японском ускорителе частиц при столкновениях высокоэнергетических электронов и позитронов. В такой среде X-частицы распадались настолько быстро, что ученым не удалось узнать ничего о структуре этих частиц, но у них оставалась надежда на более тщательное изучение всего этого в среде кварково-глюоонной плазмы.

Пока ученые подозревают, что частица X (3872), скорее всего, является экзотическим видом компактного тетракварка, субатомной частицы, состоящей из четырех кварков. Однако, не исключена возможность того, что эта частица является чем то вроде еще более экзотической молекулы, роль атомов в которой выполняют два связанных друг с другом мезона, субатомные частицы, состоящие из двух кварков.

Для того, чтобы найти следы присутствия X-частиц при столкновениях тяжелых ионов, ученым пришлось реализовать сразу несколько достаточно сложных вещей. Первое — это детальное описание образов распада X-частиц, на основе которых была произведена предварительная тренировка нейронной сети. Во-вторых, при помощи методов математической фильтрации ученым удалось снизить уровень фоновых шумов и помех на несколько порядков.

Но самым ключевым моментом во всем этом стало применение искусственной нейронной сети, только которой было по силам выделить характерные признаки из хаоса рождения и распада более чем квадриллиона короткоживущих частиц, возникающих в результате всего одного столкновения.

В полученных учеными результатах обнаружился четкий пик в области массы, соответствующей массе частиц X (3872). А амплитуда этого пика соответствует количеству этих частиц в 100 единиц.

В течение следующего года-двух ученые планируют собрать и обработать большее количество данных, что, согласно их надеждам, должно пролить свет на структуру загадочных X-частиц. Если X (3872) является плотно упакованным тетракварком, она должна распадаться медленнее, чем псевдомолекула, состоящая из связанных мезонов. И теперь, когда у ученых появился достаточно надежный инструмент обнаружения X-частиц в среде кварково-глюоонной плазмы, данное направление исследований сдвинется, наконец, с мертвой точки.

Статья опубликована в журнале Physical Review Letters Источник: dailytechinfo.org

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Международный коллектив, объединивший исследователей из разных областей, среди которых и антрополог МГУ, исследовал ДНК из семи захоронений кыргызстанских кладбищ Кара-Джигач и Бурана, где,
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга
подробнее...

Новое исследование британских ученых раскрывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК, взаимодействуют с соседними генами, регулируя развитие и функцию
подробнее...

Разработан быстродействующий герметик для ран, состоящий из двух белков змеиного яда: экарина, который быстро инициирует свертывание крови, и текстилинина, который предотвращает разрушение тромба.
подробнее...

Коллаборация SAMURAI, в которую вошли физики из 23 стран, сообщила о достоверном обнаружении и измерении свойств тетранейтрона — связанной системы четырех нейтронов. Для этого они обстреливали жидкий
подробнее...