Einem Hauch von geheimnisvollen Teilchen entdeckt in "Big Bang-Suppe"


Hinweise auf eine mysteriöse Teilchen, das hat schon lange vermutet, um zu existieren, aber hat nie gesichtet werden in ein neues Experiment enthüllt wird.

So weit, die schwer fassbare Teilchen, genannt extra schwere seltsame Baryonen, habe nicht direkt gesehen worden, aber verlassen sie verlockende Hinweise auf ihre Existenz.

Diese extra schweren seltsamen Baryonen können aus anderen Teilchen in einer Plasma-Suppe von subatomaren Teilchen Einfrieren, die Bedingungen im Universum kurz nach dem Urknall, vor fast 14 Milliarden Jahren imitiert. [5 schwer fassbaren Teilchen, die im Universum lauern können]

Ursuppe

Die Teilchen entstanden während eines Experiments in der relativistischen Heavy Ion Collider (RHIC), ein Atom Smasher am Brookhaven National Laboratory in Upton, New York durchgeführt. Dort Wissenschaftler erstellt eine soupy Mischung aus ungebundenen Quarks – die subatomaren Teilchen, die Protonen und Neutronen bilden – und Gluonen, die winzigen Teilchen, die Quarks aneinander binden und tragen die starke Kernkraft. Physiker halte diese Quark-Gluon-Plasma ähnlich der Ursuppe, die Millisekunden entstanden, nachdem das Universum geboren wurde.

Mit Hilfe der RHIC, versuchen Physiker zu verstehen, wie Quarks und Gluonen zunächst zusammen kamen, um Form Protonen, Neutronen und andere Partikel, die als Hadronen kategorisiert werden. [Hinter die Kulissen der gigantischen US-Atom Smasher]

"Baryonen, die Hadronen sind aus drei Quarks, machen fast alle Materie im Universum wir heute sehen," Co-Autor und Brookhaven theoretischer Physiker Swagato Mukherjee, sagte in einer Erklärung zu studieren.

Flüchtige Angelegenheit

Aber während gewöhnliche Baryonen allgegenwärtig im ganzen Universum, das Standard-Modell sind – die Physik-Theorie, die erklärt, die bizarre Welt der subatomaren Teilchen – prognostiziert die Existenz einer separaten Klasse der Baryonen bestehend aus schweren oder "seltsam" Quarks. Diese schwere Baryonen gäbe es nur flüchtig, so dass sie schwer zu erkennen.

Gäbe es extra schwere Baryonen, sollten sie eine Spur hinter sich, verlassen, sagen Wissenschaftler.

Geben Sie das RHIC-Experiment, das beschleunigt gold Kerne oder die Protonen und Neutronen in ein gold-Atom auf nahezu Lichtgeschwindigkeit, und dann stürzt diese gold Ionen ineinander. Die daraus resultierende Kollisionen können erhöhen Sie die Temperatur im Inneren der Collider, ein irrsinnig 7,2 Billionen Grad Fahrenheit (4 Billionen Grad Celsius) oder 250.000 Mal als heiß, als das Herz der Sonne. Das riesige Platzen der Energie, die bei der Kollision schmilzt die Protonen und Neutronen in den Kernen in kleinere Komponenten, Quarks und Gluonen.

In dieses suppenartige Plasma aus Quarks und Gluonen festgestellt Mukherjee und seine Kollegen, dass weitere, gemeinsame, seltsame Baryonen froren aus dem Plasma bei einer niedrigeren Temperatur als normalerweise erwartet würde. (Es gibt mehrere Arten von seltsamen Baryonen.) Der Wissenschaftler vermutet, dass dieses Einfrieren-Out ist aufgetreten, da das Plasma noch unentdeckte versteckte Partikel enthalten wie Hadronen, bestehend aus extra schwerer seltsame Baryonen.

"Es ist ähnlich wie Kochsalz den Gefrierpunkt des flüssigen Wassers senkt" sagte Mukherjee in der Erklärung. "Diese"unsichtbaren"Hadronen sind wie Salzmolekülen Umlauf in das heiße Gas der Hadronen, machen andere Partikel freeze out bei einer niedrigeren Temperatur als sie würden, wenn das"Salz"gab es nicht."

Durch die Kombination ihrer Messungen mit einem mathematischen Modell von Quarks und Gluonen, die Interaktion in einem 3D Gitter, konnte das Team zeigen, dass extra schwere seltsame Baryonen die plausibelste Erklärung für den RHIC Versuchsergebnisse waren.

Nun hofft das Team Phasen bei unterschiedlichen Temperaturen zu ändern, erstellen Sie eine Karte wie verschiedene Arten von Materie, wie Quark-Gluon-Plasma. Genauso wie das chemische Symbol H20 Wasser in Form von Flüssigkeit, Eis oder Dampf je nach Temperatur und Druck darstellt, annehmen die subatomaren Teilchen in einem Atomkern bei verschiedenen Temperaturen unterschiedliche Formen. Das Team hofft so, die neuen Ergebnisse könnte ihnen helfen, eine Karte zu erstellen wie atomare Materie verhält sich bei unterschiedlichen Temperaturen.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters Aug. 11 gemeldet.

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