스위스 CERN(European Organization for Nuclear Research)의 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider) 연구원들이 최근 발견한 초기 우주에 존재했다고 믿는 희귀 소멸 입자. 아무도 그것이 무엇인지 정확히 알지 못하기 때문에 현재 X 입자라고 불리는 이 입자는 유명한 입자 가속기 내부에서 수십억 개의 중이온을 충돌시켜 생성되었습니다.
LHC의 Muon Solenoid 압축 파일에서 데이터를 수집하는 CMS Collaboration 팀은 약 섭씨 5조 5천억 도(화씨 9조 9천억 도)의 온도에서 무거운 납 원자를 함께 부수었습니다. 팀 결과 출판 물리적 검토 편지에서.
물리학자들은 빅뱅 이후 우주의 초기 순간에 물질이 과열된 수프에 뭉쳐진 아원자 쿼크와 글루온의 플라즈마였다고 가정합니다. (빅뱅 이후 몇 마이크로초 동안 플라즈마가 냉각되었을 때만 친숙한 양성자와 중성자가 형성되어 더 거대한 형태의 물질이 탄생했습니다.) 그러나 물질이 냉각되기 전에 이러한 쿼크와 글루온 중 일부가 충돌하여 더 신비한 입자를 형성합니다. 물리학자들은 X 입자라고 부릅니다.
우주가 너무 조밀하지도 너무 뜨겁지도 않기 때문에 오늘날 X 입자는 드물지만 최신 연구와 무관한 MIT의 입자 물리학자인 Krishna Rajagopal처럼, 그는 2010년에: “만약 마이크로초 된 우주의 속성에 관심이 있다면 그것을 연구하는 가장 좋은 방법은 망원경을 만드는 것이 아니라 가속기를 만드는 것입니다.”
연구팀은 X(3872)라고 불리는 특정 질량의 X 입자 100개를 식별할 수 있었고, 이 입자는 붕괴되기 전에 약 1600만분의 1초 동안 생존했습니다. X(3872)가 처음으로 발견되었습니다. 2003년 ~에 의해 좋은 협력 연구자들이 시스템에서 예상치 못한 양의 질량이나 에너지를 식별할 때 범프를 검색합니다.
“X(3872)는 이국적인 동물입니다.” 네덜란드 국립 아원자 물리학 연구소의 물리학자이자 CERN의 LHCb 팀 구성원인 Patrick Koppenburg가 Gizmodo에 보낸 이메일에서 말했습니다. “나는 그것이 발견되었을 때 Bell에 있었고, 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하지 못한 채 우리가 작은 충돌을 응시했던 것을 기억합니다.”
작년에 LHCb의 Koppenberg 팀은 새로운 유형의 테트라쿼크를 발견했습니다. X(3872)와 마찬가지로 그 테트라쿼크는 일시적인 수명을 가졌습니다. LHC에서 다른 특이한 입자들이 나타났다가 사라지지만, X(3872)는 그곳에서 생성된 쿼크-글루온 플라즈마에서 검출된 최초의 X 입자이다.
새로운 연구를 지원하는 팀은 130억 개의 이온을 가속하여 초기 우주의 조건을 시뮬레이션할 수 있었습니다. 입자가 충돌하면 수천 개의 짧은 수명의 하전 입자가 생성됩니다. 이은지, 최근 데이터에 다른 X 입자가 있을 수 있지만 연구원들은 배경 소음에서 이들을 제거할 좋은 방법이 없었다고 MIT 물리학자이자 새 연구의 공동 저자가 Gizmodo에 말했습니다.
Lee는 이메일에서 다음과 같이 썼습니다. “’런 3’의 첫 번째 헤비 파워는 올해 말에 시작되며, 3번과 4번의 주요 충돌로 더 많은 데이터를 수집할 수 있기를 바랍니다. 훨씬 더 큰 데이터 세트로 우리는 쿼크 수프에서 X 생산을 얼마나 개선하고 내부 구조에 대해 더 많은 통찰력을 얻을 수 있는지 결정할 수 있을 것입니다.”
X(3872)의 정체는 여전히 불확실하다. 연구팀은 입자가 느슨하게 결합된 중간자 입자(2개의 아원자 입자라고 중간자는 강한 힘) 또는 4개의 쿼크로 구성된 강입자의 일종인 테트라쿼크와 관련이 있습니다. 새로운 데이터 분석을 주도한 MIT의 물리학자인 Jing Wang은 “지금까지 중간자 입자가 명확하게 관찰되지 않았고 X(3872)가 좋은 후보”라고 말했다.그리고 Gizmodo에 보내는 이메일에서. “만약 X(3872)가 중간 입자로 판명된다면 초기 우주에 일반 강입자 외에 다른 유형의 중간 입자가 있었음이 틀림없다는 것을 보여줍니다.”
“Koppenberg는 “데이터를 더 많이 볼수록 X가 분자의 중첩과 Charmonium 상태라는 것을 더 확신하게 되었습니다.”라고 말했습니다. 아이디어에 대한 설명 오버레이에 표시된 대로: “우리 마음은 이것들을 표현하지 못합니다. … 양자역학에는 이런 저런 것이 없습니다. 두 가지를 구별할 수 없다면 진실은 동시에 있어야 합니다.”
아마도 LHC의 향후 실행은 마침내 X(3872)의 정체를 해결할 것입니다. 물론 그러면 된다. 실제 이름이 있으며 더 이상 X 입자로 간주되지 않습니다.
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