ในการตรวจหาอนุภาค X ให้สร้างควาร์ก-กลูออนพลาสมา สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ โดย ราหุล ราว | เผยแพร่ 28 ม.ค. 2565 16:00 น
ศาสตร์
ตรวจพบอนุภาค X ที่โรงงาน LHC ใต้ดินของ CERN แม็กซิมิเลียน บริซ
แบ่งปัน
ในขณะที่อะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอมหมุนวนและชนกันภายในแกนแม่เหล็กของ Large Hadron Collider (LHC) ของ CERN เครื่องตรวจจับที่เฝ้าดูการชนกันของพวกมันและเศษพลังงานสูงที่พวกมันสร้างขึ้นจะเปลี่ยนสิ่งที่พวกเขาเห็นเป็นข้อมูล—ข้อมูลจำนวนมาก .
ข้อมูลส่วนใหญ่เป็นปุยที่ CERN กรองออกโดยอัตโนมัติ แต่ในแต่ละปีที่ LHC ทำงาน CERN ประมาณการว่าจะสร้างข้อมูลที่บันทึกไว้ได้ 90 เพตะไบต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับเติมฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 1 เทราไบต์ทั่วไป 90,000 ตัว CERN ซึ่งเป็นแฟชั่นของสเปซโอเปร่าในปี 1960 จัดเก็บส่วนใหญ่ไว้บนฝั่งเทปแม่เหล็กขนาดยักษ์ในห้องมันวาวใกล้ชายแดนฝรั่งเศส-สวิส มีข้อมูลมากเกินไปที่มนุษย์จะกลั่นกรองได้ง่าย
อาจไม่น่าแปลกใจที่อัญมณีที่ซ่อนอยู่ฝังลึก
อยู่ในคลังเก็บของเหล่านี้เพื่อรอการค้นพบ นักฟิสิกส์อนุภาคได้ค้นพบอัญมณีดังกล่าว: อนุภาคแปลก ๆ ที่มีชื่อแปลก ๆ X(3872) หากถูกต้อง อาจเป็นการมองย้อนกลับไปในช่วงเวลาแรกสุดที่สั่นไหว—สิ่งที่จักรวาลดูเหมือนในหนึ่งล้านวินาทีแรกหลังบิ๊กแบง พวกเขาตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร Physical Review Letters เมื่อวันที่ 19 มกราคม
พวกเขาเกาแค่พื้นผิวของสิ่งที่ดูเหมือนอนุภาคนี้เท่านั้น “การทำนายตามทฤษฎีจากกลุ่มต่างๆ ไม่ตรงกัน” Yen-Jie Leeนักฟิสิกส์อนุภาคจาก MIT และหนึ่งในนักวิจัยกล่าว
X(3872) ฟังดูเหมือนชื่อของ cryptid และการพบเห็นครั้งก่อน ๆ นั้นหายวับไปอย่างแน่นอน ครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 2546 เมื่อนักวิทยาศาสตร์จากการทดลองของเบลล์ เครื่องเร่งอนุภาคในเมืองสึคุบะ ประเทศญี่ปุ่น ทางตอนเหนือของกรุงโตเกียว มองเห็น X(3872) ขณะที่พวกมันทุบอิเล็กตรอนเข้าด้วยกัน น่าเสียดายที่ X(3872) สลายตัวและหายไปเร็วเกินไปสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะเรียนรู้อะไรมากมาย
[ที่เกี่ยวข้อง: นักฟิสิกส์ใกล้ชิดกับชีวิตที่สั้นเหลือเกินของ Higgs boson ]
นักวิทยาศาสตร์คิดว่าสามารถพบ X(3872) ในสิ่งที่เรียกว่าควาร์ก-กลูออนพลาสมา นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยกลุ่มโปรตอนและนิวตรอน แต่จริงๆ แล้วอนุภาคเล็กๆ เหล่านี้สร้างมาจากอนุภาคขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าควาร์ก ในการสร้างอนุภาคขนาดใหญ่ ควาร์กจะถูกจับเข้าด้วยกันโดยกลูออน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า และทำหน้าที่เป็นตัวแทนของแรงนิวเคลียร์ขนาดเล็ก
ที่อุณหภูมิสูงมาก—หลายล้านล้านองศา—โปรตอนและนิวตรอน และอนุภาคอื่นๆ ที่คล้ายกันจะแตกตัวและละลายเป็นสารละลายควาร์กและกลูออนที่มีพลังงานสูง นั่นคือควาร์ก-กลูออนพลาสม่า
เฉพาะในศตวรรษที่ 21 เท่านั้นที่นักฟิสิกส์สามารถสร้างมันขึ้นมาได้ วิธีหนึ่งที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าได้ผลคือการชนกันของไอออนหนัก: ทุบนิวเคลียสของอะตอมให้แตกเข้าด้วยกันด้วยความเร็วสูงมาก โชคดีที่การทดลองที่ LHC ได้ทำลายอะตอมของตะกั่วหนักเข้าด้วยกัน โดยทิ้งร่องรอยข้อมูลไว้ในพลาสมาของควาร์ก-กลูออนเพื่อให้นักวิจัยตรวจสอบได้
แต่นั่นไม่ใช่เรื่องง่าย “ไม่มีใครพยายามตรวจจับ X(3872) ในการชนกันของไอออนหนักมาก่อน เพราะมันเป็นงานที่ยากมาก” ลีกล่าว
LHC มักจะชนกับอนุภาคขนาดเล็ก เช่น โปรตอน
แต่อนุภาคขนาดใหญ่กว่า เช่น นิวเคลียสของอะตอม จะทิ้งเศษขยะจำนวนมากไว้เบื้องหลัง “ในการชนกันของโปรตอนกับโปรตอน มีอนุภาคประมาณสองสามสิบตัวที่ผลิตขึ้นในเหตุการณ์เดียว ในขณะที่ในการชนกันของไอออนหนัก โดยปกติแล้วจะมีอนุภาคหลายพัน หรือแม้แต่ 10,000 อนุภาคต่อเหตุการณ์” Jing Wangนักวิจัยจากสถาบัน MIT กล่าว และ หนึ่งในนักวิจัย
การค้นหา X(3872) ทั้งหมดนั้น—สูญหายไปในป่าฝนของข้อมูล LHC—เหมือนกับการพยายามค้นหาเข็มในทุ่งหญ้า Wang และเพื่อนร่วมงานของเธอได้คิดค้นวิธีการที่อาศัยการเรียนรู้ของเครื่อง: พวกเขาฝึกอัลกอริทึมเพื่อค้นหาลายเซ็นของ X(3872) ซึ่งเป็นลายนิ้วมือของมัน ขณะที่มันสลายเป็นอนุภาคอื่นๆ หลังจากปรับอย่างละเอียดแล้ว อัลกอริธึมก็พบอนุภาคที่มีมวลของ X(3872) ไม่น้อยกว่าร้อยครั้ง
ผลลัพธ์บอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์จากเห็บที่เก่าแก่ที่สุดของประวัติศาสตร์ พลาสมาของควาร์ก-กลูออนทำให้จักรวาลเต็มไปด้วยหนึ่งในล้านแรกของวินาทีของชีวิต ก่อนที่สิ่งที่เรารู้ว่าเป็นสสาร—โมเลกุล อะตอม หรือแม้แต่โปรตอนหรือนิวตรอน—ได้ก่อตัวขึ้น
ลีกล่าวว่าในอนาคต ควาร์กและกลูออนในพลาสมาสามารถนำมาใช้เพื่อแยกอนุภาคออกจากกันและดูว่ามีอะไรอยู่ข้างใน
นักฟิสิกส์บางคนเชื่อว่า X(3872) อาจเป็นอนุภาคที่มีควาร์กสี่ตัว: เตตระควาร์ก อนุภาคย่อยของอะตอมที่เราคุ้นเคย—โปรตอนและนิวตรอนทั่วไป—ประกอบด้วยสามควาร์ก; อนุภาคเตตระควาร์กเป็นสิ่งแปลก และมักต้องการพลังงานสูงจึงจะอยู่ด้วยกันได้ ในทศวรรษที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้เห็นตัวอย่างอื่นๆ ของเตตระควาร์กในตัวเร่งอนุภาคของพวกมัน
ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือ X(3872) สร้างขึ้นจากมีซอนจริงๆ เหล่านี้เป็นอนุภาคย่อยอีกประเภทหนึ่งที่สร้างจากอนุภาคสองอนุภาค: หนึ่งควาร์กและหนึ่งแอนติควาร์ก แอนติแมทเทอร์ doppelganger ของควาร์ก บางครั้งมีซอนปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็วบนโลก เมื่อรังสีคอสมิกพลังงานสูงชนกับสสารทั่วไป แต่ไม่มีใครเคยเห็นอนุภาคขนาดใหญ่กว่าซึ่งประกอบด้วยมีซอนหลายตัว
ลีกล่าวเป็นเรื่องน่าตื่นเต้น เพราะถ้า X(3872) ถูกสร้างขึ้นจากมีซอน ก็เป็นสัญญาณว่าเอกภพเปล่งประกายด้วยอนุภาคที่ “แปลกใหม่” เช่นนั้น
แต่หากต้องการเรียนรู้ พวกเขาจะต้องรอข้อมูลมากกว่านี้ ปัจจุบัน LHC มีอายุสามปีในการขยายเวลาการบำรุงรักษาและอัปเกรดเป็นครั้งที่สอง ซึ่งเรียกว่าLong Shutdown 2 อย่างเหมาะสม และวันที่เริ่มต้นใหม่ก็ถูกเลื่อนออกไปซ้ำแล้วซ้ำเล่า ต้องขอบคุณโควิด (อาจจะเร็วที่สุดในเดือนหน้า) หลังจากนั้นจะเกิดการชนกันมากขึ้น พลาสมาควาร์ก-กลูออนมากขึ้น ข้อมูลที่ต้องกรองมากขึ้น
“มันน่าตื่นเต้นที่จะติดตามสายการศึกษานี้ด้วยข้อมูลจำนวนมาก” ลีกล่าว สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
