Studi menegaskan bahwa proton memiliki quark pesona intrinsik

[VIDÉO] Anda mungkin juga menyukai konten mitra ini (posting iklan)

Sementara fisikawan telah memperdebatkan hal ini selama hampir empat puluh tahun, analisis data baru oleh kolaborasi NNPDF mengungkapkan bahwa proton memang memiliki partikel elementer lain yang disebut quark pesona. Sifat intrinsik quark ini mungkin memiliki implikasi penting dalam pencarian fisika baru.

Semua materi di sekitar kita terdiri dari atom, yang dengan sendirinya mengandung partikel subatom: proton dan neutron membuat inti, di mana gravitasi elektron. Menurut model standar fisika partikel, proton adalah apa yang disebut partikel komposit: bukti eksperimental menunjukkan bahwa proton terdiri dari setidaknya tiga partikel (dua quark) pada dan keju cottage mati), diikat oleh gluon. Namun, teori kuantum memprediksi bahwa proton mungkin mengandung beberapa pasangan quark-antiquark lainnya, termasuk quark pesona – yang lebih masif dari proton itu sendiri.

Para ahli teori percaya bahwa quark ini pesona adalah “intrinsik” untuk proton, yang berarti bahwa mereka adalah bagian dari proton pada skala waktu yang lama dan tidak dihasilkan dari interaksi dengan partikel eksternal. Namun, tidak ada percobaan yang berhasil membuktikan keberadaan quark ini. pesona intrinsik saat ini. Berkat analisis data tabrakan dalam jumlah besar melalui teknik pembelajaran mesin, kolaborasi NNPDF akhirnya memberikan bukti yang telah lama ditunggu-tunggu.

Data dari lebih dari 500.000 tabrakan dianalisis

Kolaborasi NNPDF (untuk fungsi distribusi parton jaringan saraf) melakukan penelitian di bidang fisika energi tinggi. Tujuannya adalah untuk menentukan struktur yang tepat dari proton (yaitu distribusi konstituennya, quark dan gluon) dengan metodekecerdasan buatan. Pengetahuan ini adalah elemen penting dari program penelitian Large Collider of hadron (LHC) di CERN.

READ  Xbox Cloud Gaming sekarang terbuka untuk PC dan perangkat iOS - Berita

Secara khusus, kelompok tersebut menggunakan model pembelajaran mesin untuk membangun struktur proton hipotetis yang berbeda, dengan rasa quark yang berbeda; ingat sepintas bahwa rasa ini ada enam jumlahnya: pada, mati, Atas, bagian bawah, aneh dan pesona. Mereka kemudian membandingkan struktur proton yang berbeda ini dengan hasil yang diperoleh selama lebih dari 500.000 tumbukan nyata, yang diterapkan dalam akselerator partikel selama sepuluh tahun terakhir.

Fungsi distribusi parton dari quark pesona intrinsik dan perbandingan dengan model. © Kolaborasi NNPDF

Oleh karena itu mereka menemukan bahwa sebagian kecil (0,5%) dari momentum proton dapat dikaitkan dengan quark. pesona. Yang terakhir jauh lebih berat daripada quark pada dan mati (Beberapa ribu kali lebih berat dari quark pada !). Penemuan ini terutama disebabkan oleh Percobaan LHCb (Large Hadron Collider beauty) tampil tahun lalu di boson Z, yang mengungkapkan keberadaan quark pesona menjadi proton. Menurut perhitungan mereka, tim memperkirakan bahwa dalam proton – yang massanya sedikit kurang dari 1 GeV – quark pesona dan antipartikelnya, dengan massa masing-masing sekitar 1,5 GeV, terkadang muncul secara spontan.

Tingkat kepercayaan diri masih terlalu rendah

Meskipun kelihatannya luar biasa, proton dapat terdiri dari partikel yang lebih besar dari dirinya sendiri! ” Itu bertentangan dengan semua akal sehat. Ini seperti membeli sebungkus garam satu kilo, dan dua kilo pasir keluar. Tetapi dalam mekanika kuantum hal seperti itu sangat mungkin terjadi. », jelas Juan Rojofisikawan teoretis di Vrije Universiteit van Amsterdam dan penulis utama makalah yang menjelaskan penemuan tersebut.

Para peneliti juga mengklaim bahwa jika proton tidak memiliki beberapa quark pesona-anticharm, hanya akan ada peluang 0,3% untuk mendapatkan nilai yang diamati secara eksperimental. Ini memberikan hasil mereka tingkat kepercayaan 3 sigma. ” Inilah yang kami sebut indeks serius dalam fisika partikel “Ujar Rojo. Namun, tingkat 5 sigma diperlukan agar hasil dianggap benar-benar signifikan. Oleh karena itu, penelitian lain harus dilakukan untuk beralih dari status “bukti” ke status “penemuan”.

READ  Teleskop James Webb mengungkapkan gambar pertama dari sebuah planet ekstrasurya

Dalam akselerator partikel, gerakan proton yang bertabrakan memberikan sejumlah energi sehingga quark berat dan antipartikelnya terkadang dapat terbentuk dari energi ini — quark “ekstrinsik” ini tidak mendasar bagi identitas proton. Di sisi lain, ini adalah pertanyaan tentang quark yang secara alami terjadi dari waktu ke waktu dalam proton yang tidak terganggu, sehingga dengan energi yang rendah.

Fenomena ini jarang terjadi, tetapi bisa menjadi sangat penting untuk eksperimen yang dilakukan di LHC. ” Dalam eksperimen CERN, kami menciptakan tumbukan antara proton dan mencari anomali halus yang dapat mengindikasikan partikel atau gaya baru. Ini hanya mungkin jika seseorang sepenuhnya memahami sifat mereka. “, tutup fisikawan itu.

Sumber: Kolaborasi NNPDF, Alam

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.