นับเป็นครั้งแรกที่การทดลองของ ALICE ที่ Large Hadron Collider วัดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "กรวยตาย" ได้โดยตรง ทำให้นักฟิสิกส์สามารถวัดมวลของอนุภาคมูลฐานได้โดยตรง นั่นคือ ควาร์กเสน่ห์
อนุภาคจำนวนมากที่ประกอบกันเป็นเอกภพที่มองเห็นได้รอบๆ เราเป็นอนุภาคเชิงองค์ประกอบที่สร้างขึ้นจากอนุภาคพื้นฐานที่ทรงพลังน้อยกว่าที่เรียกว่าควาร์ก ตัวอย่างเช่น โปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยควาร์กสามตัว ควาร์กมี "รสชาติ" ที่แตกต่างกันหกแบบ – ขึ้น ลง ขึ้น ลง แปลก และน่าหลงใหล – แต่ละชนิดมีมวล สปิน และคุณสมบัติควอนตัมอื่นๆ ต่างกัน การรวมกันของควาร์กที่แตกต่างกันทำให้เกิดอนุภาคที่แตกต่างกัน ควาร์กจับตัวกันเป็นอนุภาคเหล่านี้ด้วยแรงที่ส่งผ่านอนุภาคไร้มวลที่เรียกว่ากลูออน ควาร์กและกลูออนรวมกันเรียกว่าพาร์ตอน
เครื่องชนกันแฮดรอนขนาดใหญ่ที่เซิร์นใกล้กับเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เร่งโปรตอนด้วยสนามแม่เหล็กแรงสูงผ่านอุโมงค์ยาว 27 กม. ให้มีพลังงาน 6,8 TEV หลังจากนั้นชนกันเอง อันเป็นผลมาจากการชนกัน ทำให้เกิดน้ำตกของอนุภาคอื่นๆ ซึ่งพวกมันจะปล่อยหรือสลายตัวเป็นอนุภาคจำนวนมากขึ้น และไหลลงมาตามน้ำตก ซึ่งสามารถให้ความกระจ่างเกี่ยวกับแง่มุมของฟิสิกส์พื้นฐาน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ควาร์กและกลูออนถูกสร้างและปลดปล่อยเป็นชั้นๆ ที่เรียกว่ากระแสพาร์ตอน ซึ่งควาร์กจะปล่อยกลูออน และตัวกลูออนเองก็สามารถปล่อยกลูออนพลังงานต่ำอื่นๆ ได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการ ALICE (A Large Ion Collider Experiment) วิเคราะห์ข้อมูลสามปีจากการชนกันของโปรตอนและโปรตอนเพื่อค้นหาหลักฐานการมีอยู่ของกรวยที่ตายแล้ว ตามทฤษฎีควอนตัมโครโมไดนามิกส์หรือ QCD กรวยที่ตายแล้วคือบริเวณที่มวลและพลังงานบางส่วนไม่สามารถปล่อยกลูออนได้ “มันเป็นเรื่องท้าทายมากที่จะสังเกตกรวยที่ตายแล้วโดยตรง” ลูเซียโน มูซา โฆษกของ ALICE กล่าวในแถลงการณ์
ส่วนหนึ่งของความยากคือบริเวณเดดโซนสามารถเติมอนุภาคย่อยของอะตอมอื่นๆ ที่เกิดจากการชนกันของโปรตอน-โปรตอนได้ และการติดตามการเคลื่อนที่ของพาร์ตอนผ่านการไหลนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะมันเปลี่ยนทิศทางตลอดเวลา
เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการที่สามารถย้อนกลับการบันทึกของ parton stream ย้อนเวลากลับไปได้ ทำให้สามารถระบุได้ว่าผลพลอยได้ของ stream จะถูกปล่อยออกมาที่ใดและเมื่อใด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขามองหากระแสที่เกี่ยวข้องกับควาร์กที่มีเสน่ห์ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในรูปแบบของรังสีกลูออนที่ปล่อยออกมาระหว่างการไหลของ parton ซึ่งเป็นบริเวณที่รังสีกลูออนถูกระงับ นี่คือกรวยที่ตายแล้ว
การค้นพบนี้มีความสำคัญไม่เพียงเพราะเป็นการยืนยันคำทำนายของ QCD เท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะขณะนี้สามารถวัดมวลของควาร์กเสน่ห์ได้โดยตรง ซึ่งตามทฤษฎีและการวัดทางอ้อมคือ 1,275+/-25 MeV/c^2 . จากข้อมูลของ QCD กรวยที่ตายแล้วเกี่ยวข้องโดยตรงกับมวลของพาร์ตอน และอนุภาคที่ไม่มีมวลไม่สามารถสร้างกรวยที่ตายแล้วได้ การค้นพบกรวยที่ตายแล้วอาจปูทางไปสู่ยุคใหม่ของฟิสิกส์ควาร์ก
คุณสามารถช่วยยูเครนต่อสู้กับผู้รุกรานรัสเซีย วิธีที่ดีที่สุดคือบริจาคเงินให้กับกองทัพยูเครนผ่าน เซฟไลฟ์ หรือทางเพจอย่างเป็นทางการ NBU.
อ่าน:
- CERN อนุมัติโครงการสร้าง Collider ระยะทาง 100 กิโลเมตร ในราคา 23 หมื่นล้านดอลลาร์
- Large Hadron Collider เปิดตัวอีกครั้งหลังจากหายไปสามปี