Large Hadron Collider는 2015 년에 두 번째 운영을 시작한 이래 매우 흥미로운 일을 해왔습니다. 예를 들어, 2016 년부터 CERN의 연구원들은 충돌을 사용하여 LHb (Large Hadron Collider Beauty Experiment)를 수행하기 시작했습니다. 이 조사는 빅뱅 이후에 일어난 일이 무엇인지 확인하여 물질이 생존하고 오늘날 우리가 알고있는 우주를 만들 수있게하려고합니다.
지난 몇 달 동안 실험은 매우 드문 형태의 입자 붕괴 측정 및 물질 반물질 비대칭의 새로운 징후와 같은 인상적인 결과를 보여주었습니다. 그리고 가장 최근에 LHCb의 연구자들은 5 개의 입자로 구성된 새로운 시스템의 발견을 발표했으며, 이들 모두는 단일 분석으로 관찰되었습니다.
에 나타난 연구 논문에 따르면 arXiv 2017 년 3 월 14 일, 탐지 된 입자는“오메가 -c- 제로”바리온으로 알려진 흥분 상태였습니다. 그 종류의 다른 입자들과 마찬가지로, 오메가 -c- 제로는 3 개의 쿼크로 구성되어 있는데, 그 중 2 개는 "이상한"반면, 3 번째는 "참"쿼크입니다. 이 baryon의 존재는 1994 년에 확인되었습니다. 그 이후로 CERN의 연구원들은 더 무거운 버전이 있는지 확인하려고했습니다.
그리고 지금, LHCb 실험 덕분에 그들이 찾은 것으로 보입니다. 핵심은 최종 구성의 입자에 의해 탐지기에 남은 궤적과 에너지를 검사하여 원래 상태로 되 돌리는 것입니다. 기본적으로 오메가 -c- 제로 입자는 강한 힘을 통해 다른 유형의 바리온 (Xi-c-plus)으로 붕괴 된 다음 약한 힘을 통해 양성자, 카온 및 피온으로 분해됩니다.
이를 통해 연구자들은 다양한 에너지 상태 (즉, 크기와 질량이 다른)에서 오메가 -c- 제로 입자가 보이는 것을 확인할 수있었습니다. 메가 전자 볼트 (MeV)로 표현되는 이들 입자는 각각 3000, 3050, 3066, 3090 및 3119 MeV의 질량을 갖는다. 이 발견은 동시에 입자의 5 가지 더 높은 에너지 상태의 검출을 수반하기 때문에 다소 독특했다.
이는 2009 년부터 2013 년까지 그리고 2015 년부터 각각 LHCb 검출기의 특화된 기능과 LHC의 첫 번째 및 두 번째 실행에서 누적 된 대규모 데이터 세트 덕분에 가능했습니다. 적절한 장비와 경험으로 무장 한 연구원들은 압도적 인 수준의 확실성을 가진 입자를 식별 할 수 있었으며, 이는 데이터에서 통계적 우위 가능성을 배제했습니다.
이 발견은 또한 세 가지 구성 요소 쿼크가 어떻게 "강한 힘"(즉, 원자 내부를 함께 유지하는 기본 힘)에 의해 남작 안에 묶여있는 것과 같은 아 원자 입자의 더 깊은 신비에 대해 밝혀 줄 것으로 예상된다 . 이것이 다른 쿼크 상태들 사이의 상관 관계를 해결하는 데 도움이 될 수있는 또 다른 신비.
Cern의 LHC에서 LHCb 실험을 수행하는 에든버러 대학의 연구원 인 Greig Cowan 박사는 BBC와의 인터뷰에서 다음과 같이 설명했습니다.
“이것은 쿼크가 어떻게 묶이는 지에 대한 놀라운 발견입니다. 양성자와 중성자를 더 잘 이해하는 것뿐만 아니라 펜타 쿼크와 테트라 쿼크와 같은 더 이국적인 멀티 쿼크 상태를 이해하는 데 영향을 줄 수 있습니다.“
다음 단계는 이러한 새로운 입자의 양자 수 (특정 입자의 특성을 식별하는 데 사용되는 숫자)를 결정하고 이론적 중요성을 결정하는 것입니다. LHC는 온라인이 된 이래로 입자 물리학의 표준 모델을 확인하는 데 도움을 주며, 우주가 어떻게 생겨 났는지에 대한 더 큰 미지, 그리고 그것을 지배하는 기본 힘이 어떻게 적합한 지 탐구하기 위해 그것을 넘어서고 있습니다.
결국,이 5 가지 새로운 입자의 발견은 ToE (Theory of Everything)를 향한 길을 따라가는 중요한 단계가 될 수 있습니다. 어느 것을 보려고 계속 지켜봐주세요!
