Gluoner kvarkar

För att sätta mitt forskningsområde i perspektiv måste vi först prata om materia i allmänhet. De minsta byggstenarna av stabil Materia är kvarkar, som är bundna tillsammans med protoner och neutroner med kraftmediatorer för en stark kraft, mer av denna studie ägnas åt att experimentellt karakterisera det materiella tillstånd som fanns under de första miljoner delarna av en sekund under Big Bang, som vi kallar Kvark-Gluonplasma.

De minsta byggstenarna av stabil Materia är kvarkar, som är bundna till protoner och neutroner med kraftförmedlare för den starka kraften, gluoner. Egenskapen för kvartalet som genererar den starka interaktionen kallas färgladdning analogt med den elektriska laddningen som genereras av elektroner och överförs av fotoner. Standardmodellen är en teori som med fantastisk noggrannhet beskriver hur alla grundläggande partiklar interagerar, även om du inte kan upptäcka ett fritt stenbrott.

Kvarkar verkar alltid vara bundna till större partiklar med totalt tre fjärdedelar av "baryonerna", eller en jordbävning och en antik ven av "mesoner" med samlingsnamnet Hadron. I den här avhandlingen studerar jag neutrala K0-mesoner och neutrala K0S-mesoner, och hur deras produktion i kärnkollisioner kommer att påverkas av Kvark-Gluonplasma som vi gluoner kvarkar i dessa kollisioner.

Anledningen till att kvarkar är relaterade till andra kvarkar eller antikviteter är en grundläggande egenskap hos en stark kraft. Om du försöker skada jordbävningen i protonen genom att lägga till energi, kommer den sammanhängande kraften inte att minska med Avstånd, till exempel t. det slutar. De nyligen materialiserade kvarnarna bildar således nya hadroner.

I denna avhandling går vi åt andra hållet. Om vi fortsätter analogin med gummibandet mellan kvarkar, är det om du klämmer kvarkar, hänger blodbadet och kraften mellan kvarkar minskar. De kommer att känna sig fria, men naturligtvis kommer de fortfarande inte att kunna lämna. För att pressa samman kvarnarna, samt bilda tusentals nya kvarkaktivatorer, tillåter vi blykärnorna att kollidera med mycket hög energi i acceleratorn vid CERN.

Det finns tusentals protonkollisioner i en påverkan, och sedan får vi ett komprimerat system där kvarkar och gluoner inte vet vilken proton eller neutron de tillhörde från början. Det är detta tillstånd som är kvark-Gluonplasma. Därför, när vi stöter på blyfrön med varandra, skapar vi först en gluoner kvarkar, som är mycket het; vid en temperatur av grader hundratusentals gånger temperaturen i mitten av solen-vi satte faktiskt ett världsrekord för temperaturen som uppnåddes i laboratorieexperiment.

Varm Materia expanderar och svalnar snabbt, följt av bildandet av en hadron, liknande vad som hände när universum expanderades och kyldes efter kvark-gluonfasen i Big Bang. Restprodukten av denna immuniseringsprocess är partiklar som kan detekteras direkt om de är tillräckligt långlivade för att nå vårt Alice-detektorsystem, eller genom deras hjälppartiklar om de kan sönderdelas på vägen.

Gluoner kvarkar hadroner som studerats i avhandlingen K0s och Xx är de som bör fångas genom deras sönderfall till hjälpartiklar. När du studerar ledande kollisioner vill du att något ska jämföras med detta, vi vet väl. Om huvudkollisionen bara var en överlappning av tusen oberoende proton-protonkollisioner, skulle det vara en ointressant komplikation att mäta med gluoner kvarkar gånger fler partiklar samtidigt.

Naturligtvis är detta inte fallet. De har motsatta kvanter, inklusive baryon, men samma massa som den "normala" Kvarken. Hadroner är indelade i två grupper: baryoner bestående av tre kvarkar eller tre antikviteter och har därför en baryon på 1 eller -1, och mesoner bestående av en kvark och en antik garm och har därför en baryon på 0. Hittills har det varit omöjligt att identifiera några andra alternativ för existens.

Men nu verkar det som om dessa partiklar inte existerar. Kvarkar, liksom leptoner, beskrivs av kvantegenskaper, laddning och ryggrad. Enligt QCD läggs kvarkar till en annan kvantegenskap, färgladdningen för den engelska färgladdningen, som kan ha värdena "grön", "röd" och "blå" och motsvarande "antivärden": "anti-grön", "anti-röd" och "anti-blå".

Partiklar kan aldrig bildas som har någon färgladdning som inte är "vit", d. natur. Detta görs genom att stänga gluoner mellan kvarkar. Gluoner själva kombineras med färgladdning, vilket gör att kvarkar kan ändra laddning av färger vid utbyte av gluoner. Enligt QCD är Gluonutbyte en förklaring till stark kärnenergi och beskriver varför neutroner och protoner i atomkärnor hålls samman även om protonerna har samma laddning.