فروپاشی نادر ذرات زیر اتمی در برخورد دهندۀ هادرونی

دو تیم تحقیقاتی برخورد دهندۀ بزرگ هادرونی در مرکز سرن برای نخستین بار موفق به مشاهده فرآیند فروپاشی ذرات زیراتمی شدند که پیش از این مشاهده نشده بود و در هر یک میلیارد بار، تنها چهار بار رخ می‌دهد.

در این تصویر الگویی از آزمایش LHCb در برخورد دهنده بزرگ هادرون را می بینید، که تاکنون دیده نشده و در هر یک میلیارد بار تنها چهار بار به وقوع می پیوندد.

این دستاورد ممکن است بتواند به توضیح عدم تعادل ماده و پاد ماده در جهان کمک کند. محققان مرکز سرن توانستند فروپاشی بسیار نادر ذره Bs (ذره کامپوزیتی سنگین حاوی یک ضدکوارک ته و یک کوراک شگفت) را به دو موآن مشاهده کنند. نظریه‌ پردازان پیش‌بینی کرده بودند که این فروپاشی ممکن است در هر میلیارد بار تنها چهار بار رخ بدهد و این تقریبا چیزی است که محققان در داده‌های بدست آمده از تجربه‌های CMS و زیبایی برخورد دهنده بزرگ هادرونی (LHCb) در سالهای ۲۰۱۱ و ۲۰۱۲ مشاهده کرده‌اند.دانشمندان همچنین شواهدی از یک فرآیند مشابه را برای ذره Bd مشاهده کرده‌اند که مشابه ذره Bs بوده و از یک پادکوارک ته و یک کوارک پایین تشکیل شده است. البته داده‌های بیشتری برای تصدیق قطعی فروپاشی این ذره به دو موآن مورد نیاز است. شش نوع کوارک وجود دارد: کوارک بالا، کوارک پایین، کوارک شگفت، کوارک افسون، کوارک ته و کوارک سر (دو تای آخری گاهی حقیقت و زیبایی نیز نامیده می‌شوند).کوارک‌ها و الکترون‌ها ریزترین ذرات شناخته شده جهان هستند. کوارک یک ذره زیراتمی است و جزو سازنده کل خانواده هادرون‌ها – پروتون‌ها، نوترون‌ها، پایون‌ها و غیره – محسوب می‌شود.

فروپاشی نادر ذرات زیر اتمی در برخورد دهندۀ بزرگ هادرونی مشاهده شد.

اولین کوارک احتمالاً در هنگام بیگ بنگ(انفجار بزرگ) یعنی درست در تولد جهان به وجود آمده است. تجربه‌های CMS و LHCb هر دو در جست‌ و جو برای شناسای شکاف احتمالی در مدل استاندارد که جهان ذرات را توصیف می‌کند، به بررسی ویژگی‌های ذرات پرداخته‌اند. مدل استاندارد از زمانی که نتوانسته مسائلی مانند وجود ماده تاریک یا و فور ماده در برابر پادماده را در جهان توضیح دهد، ناقص شناخته شده است. بیگ بنگی که باعث بوجود آمدن جهان شد، باید منجر به ایجاد مقادیر مساوی از ماده و پادماده شده باشد که یکدیگر را در زمان برخورد، نابود می‌کنند. اما میزان ماده غالب بوده و دانشمندان هنوز مکانیسمی را که باعث امکان‌پذیر شدن این امر شده، کشف نکرده‌اند. جزئیات بیشتر این پژوهش درnature منتشر شده است.

منبع: sciencedaily