Lang ersehnte Quark-Entstehungsprozess endlich gefunden

Die Jagd nach neuen Physik möglicherweise eine Zeit lang weiter.

Wissenschaftler haben Spuren eines ultra-seltenen Prozesses Form Top-Quarks, einem der Teilchen, die Protonen und Neutronen bilden. Und, dass Prozess scheint genauso funktionieren durch das Standard-Modell, das seit langem, aber unvollständig, Modell, das beschreibt die subatomaren Teilchen, aus denen sich das Universum vorhergesagt.

Obwohl die neuen Ergebnisse andere Physik Theorien um die Existenz der dunklen Materie und Energie erklären auszuschließen nicht, sie schlagen Wissenschaftler müssen jeden Anflug von als anderswo-noch unbekannte Physik. [Über Higgs: 5 schwer fassbaren Teilchen, die im Universum lauern können]

Partikel-Suppe

Protonen und Neutronen bestehen aus winzigen Teilchen wie Quarks, die kommen in verschiedenen "Geschmacksrichtungen" bekannt (nach oben, unten, nach oben, unten, seltsame und Charme). Diese Quarks sind durch andere Partikel, bekannt als Gluonen zusammengehalten.

Im Jahr 1995 entdeckten Wissenschaftler am Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois, das Top-Quark, das schwerste subatomaren Teilchen bekannt. Bei 170 Mal die Masse eines Protons sagte es sogar das Higgs-Boson, Zwerge, die gedacht wird, zu erklären, wie andere Teilchen ihre Masse, Gregorio Bernardi, Forschungsdirektor am der Universität von Paris, und ein Sprecher der neuen Analyse.

Das Standard-Modell prognostiziert wiederum mehrere Möglichkeiten, wie man diese kräftigen Top-Quarks erzeugt werden konnten. Wissenschaftler hatten fand Beweise für all diese Prozesse, aber man blieb.

Schwer fassbaren Prozess

Derjenige, der blieb, war eine "sehr selten Prozess, der zur gleichen Zeit haben diese Vernichtung von einem Quark und einem Antiquark," Bernardi sagte Leben Wissenschaft, unter Bezugnahme auf die Vernichtung, die auftritt, wenn Materie und Antimaterie in Kontakt zu treten.

Diese Vernichtung schafft für nur die kürzeste Flackern der Zeit ein w-Boson, das Teilchen, das sogenannte schwache Wechselwirkung Kraft vermittelt. Das w-Boson zerfällt rasch, Erstellen einer oberen und einer unteren Quark. Diese beiden dann zerfallen in eine Dusche der Partikel sowie ein Elektron oder ein Myon und ein Neutrino, eine geisterhafte Teilchen, die nur selten mit Materie interagiert, sagte Luciano Ristori, Physiker am Istituto Nazionale di Fisica Nucleare in Italien und eine Spokeman für eines der Experimente. [Verrückte Physik: 6 coolsten kleine Partikel in der Natur]

Aber das w-Boson ist viel leichter als das Top-Quark, also um das w-Boson, in eine viel schwerere Teilchen zerfallen zu erhalten, die eine unglaubliche Menge an Energie, so dass es sehr selten erforderlich.

Tracking-Partikel

Suche nach Spuren dieses Prozesses, durchforstet Forscher 500 Billionen Proton-Antiproton-Kollisionen von zwei Experimenten am Tevatron am Fermilab von 2001 bis 2011. (Das Tevatron im 2011 geschlossen.) Aus diesem Grund fanden sie Beweise für 40 Interaktionen wo wurde ein Top-Quark aus der schwachen Wechselwirkung Force gebildet.

Die beiden Experimenten zertrümmert einen Strahl von Protonen und Anti-Protonen ineinander, produzieren eine Suppe aus anderen Teilchen. Da Top-Quarks so schnell verschwinden, entdeckt Wissenschaftler ihre Präsenz basiert auf einer Dusche von anderen Partikeln wie sie durch schweres Eisen, Blei oder Uran Detektoren sowie Änderungen in einem elektromagnetischen Feld als das Elektron reisten oder Myonen durch ein geladenes Gas Reisen. Obwohl die Neutrinos waren nicht direkt erkannt, lässt sie durch die fehlende Energie in die Interaktion zurückverfolgen Kommission sagte.

Basierend auf der Frequenz, mit der diese Ereignisse erkannt wurden, die neue Analyse bestätigt das Standardmodell Vorhersage über das Top-Quarks Verhalten sollten, sagte Kommission.

"Die Chance ist weniger als 1 in 1 Million, dass was wir sahen einfach eine glückliche Kombination von einigen Zufällen war", sagte Kommission Leben Wissenschaft.

Obwohl es kaum unerwartet war, sind die Ergebnisse noch ein weiteres Indiz, das Wissenschaftler nach wie vor im Dunkeln sind, wenn es darum geht Physik jenseits des Standardmodells. Das Standard-Modell kann nicht für astronomische Beobachtungen der dunklen Materie und Energie berücksichtigt.

"Das große Geheimnis zu diesem Zeitpunkt in der Physik ist dunkle Materie und dunkle Energie und wir müssen einen Weg finden, das zu erklären." Und wir haben noch nichts", sagte Kommission.

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