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誇克—膠子等離子體中首現奇異“X”粒子
http://www.CRNTT.com   2022-01-25 16:01:35


  中評社北京1月25日電/據物理學家組織網近日報道,美國麻省理工學院的科學家借助機器學習算法,通過分析大型強子對撞機(LHC)2018年獲得的130多億次重離子碰撞產生的數據,首次發現了神秘的“X”粒子。這一最新發現有助科學家分析其結構並進一步揭示宇宙的奧秘。

  宇宙大爆炸後的百萬分之一秒內,宇宙處於一種由誇克和膠子組成的溫度高達萬億度的等離子體狀態,隨後,這種等離子體開始冷卻,誇克和膠子也組合形成組成普通物質的中子和質子。

  在冷卻前的混沌中,一小部分誇克和膠子會隨機碰撞,形成短命的X粒子——因其結構未知而如此命名。現在,X粒子非常罕見,不過,物理學家根據理論推測,X粒子可以在大型粒子加速器內製造出來——在加速器內,高能碰撞可以產生類似的誇克—膠子等離子體閃光。此次,科學家們首次在LHC內產生的誇克—膠子等離子體中發現了X粒子存在的證據。

  在本研究中,論文主要作者、MIT副教授李彥傑(音譯)領導的研究小組篩選了130多億次鉛離子碰撞的數據,每次碰撞都產生了數萬個帶電粒子,在這種超稠密的高能粒子湯中,研究人員發現了大約100個X粒子——以該粒子的預估質量被命名為X(3872)。

  為了篩選出這些X粒子,研究小組使用了一種機器學習算法,他們訓練該算法挑選X粒子特有的衰變模式。各種粒子在誇克—膠子等離子體中形成後,會立即分解成“子”粒子,然後散開。X粒子的衰減模式與其他所有粒子都不相同。

  李彥傑說:“這只是故事的開始,未來一兩年內,我們計劃收集更多數據,利用誇克—膠子等離子體探測X粒子的內部結構,這可能會改變我們對宇宙的看法,揭示宇宙中的更多秘密。”

  這項研究的合作者是緊凑繆子線圈(CMS)國際合作組織的成員,CMS是LHC上的粒子探測器之一。

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