Одна на триллион: в адронном коллайдере поймали загадочную частицу Х

Частица Х, предсказанная сначала в теории, существовала в первые несколько миллионных долей секунды после Большого взрыва.

Очень ранняя Вселенная не была сделана из того материала, который мы видим сегодня. Она была заполнена перегретой до триллионов градусов плазмой, состоящей из элементарных частиц, называемых кварками и глюонами. Это кварк-глюонная плазма. Ее можно сравнить с густым супом, кишащим частицами более мелкими, чем протоны и нейтроны. За меньшее время, чем требуется, чтобы моргнуть, плазма остыла, эти частицы объединились, сформировав протоны и нейтроны, из которых сегодня состоит материя. Создать кварк-глюонную плазму сегодня можно в коллайдере, «разломав» атомы с помощью столкновений при огромной температуре. Так можно заглянуть во время рождения Вселенной. 

Одна из частиц в первичном «супе» имеет название «частица Х» — она настолько загадочная, что даже неизвестно, как она устроена.

Эту частицу ученым из Массачусетского технологического института удалось обнаружить, загрузив массив данных Большого адронного коллайдера, который был получен еще в 2018 году. Тогда положительно заряженные атомы свинца сталкивали на высокой скорости. Каждое из этих примерно 13 млрд столкновений породило поток из десятков тысяч частиц. Таким образом возник колоссальный объем данных для анализа.

Только недавно среди триллионов частиц компьютер нашел 100 Х-частиц. Однако теперь искать эту неуловимую частицу станет гораздо легче — ученые научились ее узнавать.

Научная статья была опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Science Alert.

«Почти немыслимо, что мы можем выделить эти 100 частиц из этого огромного набора данных. Это только начало истории. В ближайшие несколько лет мы хотим использовать кварк-глюонную плазму для исследования внутренней структуры X-частицы, что может изменить наше представление о том, какой материал должна производить Вселенная», — говорит физик Йен-Джи Ли из Массачусетского технологического института.