Частицы промахнулись — и физики увидели силу, которая держит всю материю. 30 лет охоты на глюоны закончились
NewsMakerОказывается, когда частицы не сталкиваются — это не баг, а фича.
В Большом адронном коллайдере ученые десятилетиями охотились за лобовыми столкновениями частиц, а куда менее заметные "околопопадания" считались помехой. Теперь именно такое явление помогло заглянуть в поведение глюонов - частиц, которые удерживают кварки внутри протонов и нейтронов и тем самым обеспечивают сильное взаимодействие. Группа физиков из MIT показала : редкие сближения частиц без прямого удара можно использовать как отдельный инструмент для изучения ядерной материи в экстремальных условиях.
Речь идет о событиях, которые возникают, когда частицы в ускорителе пролетают очень близко друг к другу, но не сталкиваются в лоб. При сближении вокруг быстро движущихся частиц возникают сильно сжатые электромагнитные поля. Авторы сравнивают их с невидимыми энергетическими блинами. Эти поля порождают фотоны высокой энергии, а иногда один из фотонов ударяет по соседнему атомному ядру. Подобный процесс называется фотоядерным взаимодействием. Раньше физики обычно старались отфильтровать такие эпизоды как фон на фоне основных столкновений. Команда MIT решила пойти в обратную сторону: рассматривать их не как мусор в данных, а как полезный сигнал.
Ценность метода связана с тем, что фотоядерные взаимодействия дают сравнительно чистый способ изучать внутреннее устройство ядра. При обычных столкновениях все тонет в лавине вторичных частиц, и из этого хаоса трудно вытащить аккуратную картину процессов внутри вещества. Здесь схема иная: фотон выступает в роли более тонкого зонда, который позволяет изучать распределение глюонов в ядре без той степени беспорядка, которая неизбежна при полном ударе 2 частиц на околосветовых скоростях.
Исследователи сосредоточились на очень конкретном результате такого взаимодействия: рождении мезона D0. Для физики высоких энергий эта частица особенно удобна, потому что в ее состав входит charm-кварк, по-русски обычно говорят - очарованный кварк. В обычном веществе кварки такого типа не живут, они возникают только при высоких энергиях. Поэтому D0-мезон хорошо подходит на роль маркера, по которому можно судить о процессах в недрах ядра во время фотоядерного события.
В Большом адронном коллайдере ученые десятилетиями охотились за лобовыми столкновениями частиц, а куда менее заметные "околопопадания" считались помехой. Теперь именно такое явление помогло заглянуть в поведение глюонов - частиц, которые удерживают кварки внутри протонов и нейтронов и тем самым обеспечивают сильное взаимодействие. Группа физиков из MIT показала : редкие сближения частиц без прямого удара можно использовать как отдельный инструмент для изучения ядерной материи в экстремальных условиях.
Речь идет о событиях, которые возникают, когда частицы в ускорителе пролетают очень близко друг к другу, но не сталкиваются в лоб. При сближении вокруг быстро движущихся частиц возникают сильно сжатые электромагнитные поля. Авторы сравнивают их с невидимыми энергетическими блинами. Эти поля порождают фотоны высокой энергии, а иногда один из фотонов ударяет по соседнему атомному ядру. Подобный процесс называется фотоядерным взаимодействием. Раньше физики обычно старались отфильтровать такие эпизоды как фон на фоне основных столкновений. Команда MIT решила пойти в обратную сторону: рассматривать их не как мусор в данных, а как полезный сигнал.
Ценность метода связана с тем, что фотоядерные взаимодействия дают сравнительно чистый способ изучать внутреннее устройство ядра. При обычных столкновениях все тонет в лавине вторичных частиц, и из этого хаоса трудно вытащить аккуратную картину процессов внутри вещества. Здесь схема иная: фотон выступает в роли более тонкого зонда, который позволяет изучать распределение глюонов в ядре без той степени беспорядка, которая неизбежна при полном ударе 2 частиц на околосветовых скоростях.
Исследователи сосредоточились на очень конкретном результате такого взаимодействия: рождении мезона D0. Для физики высоких энергий эта частица особенно удобна, потому что в ее состав входит charm-кварк, по-русски обычно говорят - очарованный кварк. В обычном веществе кварки такого типа не живут, они возникают только при высоких энергиях. Поэтому D0-мезон хорошо подходит на роль маркера, по которому можно судить о процессах в недрах ядра во время фотоядерного события.