ЦЕРН: За първи път е регистрирано раждането на топ кварки при сблъсъци на оловни йони

Колаборацията ATLAS на Големия адронен колайдер (LHC) в ЦЕРН за първи път регистрира образуването на топ кварки при сблъсъци на оловни йони. Това откритие помага да се разберат по-добре условията, които са съществували в първите мигове след Големия взрив.

В този момент Вселената се е намирала в състояние на кварк-глуонна плазма. Кварките са елементарните частици, от които се състоят протоните и неутроните, а глюоните са носители на силното ядрено взаимодействие, което държи кварките заедно. Сред шестте вида кварки само горният и долният кварк са стабилни и образуват ядрата на атомите, докато останалите (включително горният кварк) възникват само при високоенергийни събития.

Топ кваркът е най-масивната от елементарните частици, с маса, сравнима с тази на молекула кофеин, но е изключително нестабилен.

Той се разпада за 5×10-²⁵ секунди – невероятно кратко време, по-малко от част от секундата в сравнение с възрастта на Вселената. Благодарение на това свойство топ кварките служат като своеобразен маркер на времето, което ни позволява да изучаваме еволюцията на кварк-глуонната плазма, която съществува за около 10⁻²³ секунди.

Новите данни позволяват топ кварките да се използват за анализ на разпределението на импулса в протоните и неутроните: изследва се как се разпределя енергията между кварките и глуоните, които изграждат атомните ядра. Експериментът установява, че топ кварките се разпадат на W бозон и долен кварк. W-бозонът, носител на слабото взаимодействие се разпада на електрони, мюони и съответните неутрино. Планира се в бъдеще да бъдат изследвани и други възможни пътища за разпадането му, за да се характеризира подробно развитието на кварк-глуонната плазма.

Резултатите от изследването са представени в доклад на конференцията в ЦЕРН и са достъпни за по-нататъшен анализ. Откритието разширява разбирането за фундаменталните свойства на материята и за началните етапи от развитието на Вселената.