Grande Colisor ea Hádrons (LHC), e sebelisoang ke Organização Europeia bakeng sa Pesquisa Nuclear (Cern), e ne e le sebaka sa ho sibolloa ha karoloana e ncha ea subatomic e tšepisang ho fetola kutloisiso ea fisiks ea nyutlelie. Karolo e bitsoang baryon $Xi_{cc}^{++}$, e entsoe ka li-quark tse peli tse “enchanted” le “u” quark e le ‘ngoe, e hlahisang boima bo boholo ho feta ba protons le li-neutron tse tloaelehileng. Este e fumanehile nakong ea tlhahlobo ea lintlha tse bokelletsoeng ke teko ea LHCb, e moeling o pakeng tsa França le Suíça, moo mahlaseli a proton a thulanang ka lebelo le haufi le la khanya. Ho tsebahatsoa ha sebopeho sena se e-s’o ka ho e-ba teng ho lumella litsebi tsa fisiks hore li hlahlobe ka nepo Cromodinâmica Quântica, e leng khopolo e hlalosang matla a matla a ikarabellang bakeng sa ho boloka li-nuclei tsa liathomo li le ’moho.
Ho ba teng ha likaroloana tse nang le li-quark tse peli tse boima ho ne ho boletsoe esale pele ke mehlala ea likhopolo-taba ka lilemo tse mashome, empa ho lemoha ka mokhoa o sebetsang e ntse e le e ‘ngoe ea liqholotso tse kholo ho sechaba sa machaba sa saense. Bafuputsi ba hlalosa hore, ho fapana le li-baryone tse tloaelehileng, moo li-quarks tse tharo li etsang “tantši” e leka-lekaneng, karolong ena e ncha, li-quark tse peli tse boima li sebetsa e le tsamaiso e bohareng ea binary, e nang le quark e khanyang e pota-potileng. Essa tlhophiso e ikhethang ea sebopeho e fana ka laboratori ea tlhaho bakeng sa ho bona hore na taba e sebetsa joang tlas’a maemo a feteletseng a ho teteana le matla. Além e tiisa Modelo Padrão likhakanyo tsa fisiks, tšibollo e fana ka lintlha tsa bohlokoa mabapi le botsitso ba taba le litšebelisano tsa mantlha tse laolang bokahohle ho tloha metsotsong ea pele ka mor’a Big Bang.
Thepa ea ‘mele le sebopeho sa baryon e nang le botle bo habeli
Karolo e ncha e sibollotsoeng e na le tjhaja e habeli e ntle ea motlakase, e hlahisoang ke ho kopana ha likarolo tsa eona tse tharo tsa mantlha tse theha motheo oa eona oa sebopeho. Enquanto protons tse etsang khubu ea liathomo tsa letsatsi le letsatsi li na le li-quarks tse bobebe, baryon $Xi_{cc}^{++}$ e laoloa ke boteng ba “charm” quarks, tse kholo haholo ho feta mefuta ea “holimo” le “down”. Sebopeho sa Essa se etsa hore karoloana e be boima ka makhetlo a mane ho feta proton e tloaelehileng, phapang ea tekanyo e etsang hore ho be bonolo ho ithuta tsitsipano ea ka hare e bakoang ke matla a matla.
Bo-rasaense ba bapisa tsamaiso ea karoloana ena le tsamaiso ea linaleli tse peli, moo linaleli tse peli tse khōlō li potolohang ha polanete e nyenyane e potoloha ka tsela e hole haholoanyane. Lefatšeng la subatomic, asymmetry ena ea matšoele pakeng tsa quarks enchanted le light quark e lumella lipalo tse nolofalitsoeng tsa lipalo ho bolela esale pele boitšoaro ba likaroloana. Ho latela litebello tsena, sehlopha sa Cern se tšepa ho lokisa maemo a lipapiso tsa khomphutha tse lekang ho hlalosa hore na li-hadrone li thehoa joang le ho kopanngoa hammoho ka har’a linaleli le lilaboratoring tse nang le matla a phahameng.
Karolo ea mantlha ea matla a matla momahanong ea taba
Matla a matla a nyutlelie ke a matla ka ho fetesisa a litšebelisano tse ‘nè tsa motheo tsa tlhaho, a sebetsa e le “sekhomaretsi” se thibelang nuclei ea athomo ho senyeha ka lebaka la ho hatelloa ha motlakase. Ho sa tsotellehe bohlokoa ba eona, ts’ebetso e nepahetseng ea matla ana lits’ebetsong tse rarahaneng e ntse e na le likheo tseo tšibollo e ncha e ka thusang ho li tlatsa ka mokhoa o hlakileng. Ka ho hlahloba hore na li-quark tse nang le bo-‘mampoli li sebelisana joang ka har’a baryone e sa tsoa sibolloa, litsebi tsa fisiks li ka lekanya matla a tlamahano ena tlas’a maemo a phahameng haholo.
- Matla a matla a sebetsa libakeng tse khutšoane haholo, ka tatellano ea $10^{-15}$ metres.
- Li-gluons ke likaroloana tse lipakeng tse fetisang matla ana pakeng tsa li-quarks.
- Karolo e ncha e etsa hore ho khonehe ho hlahloba hore na matla a matla a itšoara ka tsela e ts’oanang le li-quarks tse boima le tse bobebe.
- Liphetho tsa selelekela li bontša hore momahano o hlokometsoeng o latela ka tieo likhakanyo tse matla tsa khopolo-taba.
Ho nepahala ha data e fumanoeng ke detector ea LHCb e ne e le ea bohlokoa ho khethollang letšoao ho tloha karolong e ncha har’a libilione tsa likhohlano tse ling tse etsahetseng ho accelerator. Ts’ebetso ea ho tsebahatsa e hloka hore likhomphutha li sefe litselana tse nkang motsotsoana pele li fetoha mefuta e meng ea matla le lintho. Esse Katleho ea thekenoloji e bontša hore Cern thepa ea motheo e ntse e le sesebelisoa se tsoetseng pele ka ho fetisisa lefatšeng bakeng sa ho hlahloba meeli ea tsebo ea ‘mele le motheo oa motheo oa’ nete.
Tsoelopele ea mahlale a ho lemoha likaroloana ho Cern
Ho fumanwa ha baryone $Xi_{cc}^{++}$ ho bile teng feela ka lebaka la dintlafatso tsa moraorao tsa disistimi tsa ho sebetsa le disensara tsa silicon tsa teko ya LHCb. Likarolo tsa Esses li khona ho rekota trajectory ea likaroloana ka qeto ea li-micrometer, e leng se re lumellang ho tseba hantle hore na karoloana e bōpiloe hokae le hore na e bolile hokae. Theknoloji ea morao-rao e ntlafalitsoeng bakeng sa liteko tsena hangata e fumana lits’ebetso libakeng tse ling, joalo ka meriana ea tlhahlobo le nts’etsopele ea lisebelisoa tse ncha tsa semiconductor.
Tikoloho e phahameng ea mahlaseli ka har’a kotopo ea LHC e hloka hore lisebelisoa tse sebelisoang ho li-detectors li be tse hanyetsanang haholo le tse nepahetseng ka nako e le ‘ngoe. Likhoeli tse Durante tsa ts’ebetso e tsoelang pele, liketsahalo tse libilione li tlalehiloe le ho bolokoa litsing tsa data lefatšeng ka bophara bakeng sa tlhahlobo ea morao-rao ke bo-ramahlale ba likete. Este Boiteko ba tšebelisano-‘moho lefatšeng ka bophara ke bona bo lumellang li sibolotsoeng tsa boholo bo joalo ho netefatsoa le ho phatlalatsoa ka matla a phahameng a saense, ho netefatsa hore lintlha tse ncha mabapi le li-quarks tsa enchanted li amoheloa ke sechaba sa machaba sa thuto.
Liphello tsa ho sibolloa ha mofuta o tloaelehileng oa fisiks
Modelo Padrão ke khopolo e hlalosang likaroloana tsohle tse tsejoang le matla a mararo ho a mane a motheo, a lekiloeng haholo lilemong tse mashome tsa morao tjena. Ho sibolloa ha karoloana e nang le li-quark tse peli tse boima ho boetse ho tiisa ho tiea ha mohlala ona, ha ho ntse ho fana ka lintlha tsa hore na e ka hloleha hokae. Cada karolo e ncha e fumanoeng e sebetsa joalo ka karoloana ea puzzle e thusang ho hlalosa hore na ke hobane’ng ha bokahohle bo bonahalang bo entsoe ka lintho tse bonahalang ho e-na le antimatter.
- Netefatso ea boteng ba baryon e tiisa ho hlophisoa ha li-quark ka mefuta e tšeletseng e ikhethileng.
- Hona joale bafuputsi ba batla mefuta e meng ea likaroloana tse ka ‘nang tsa e-ba le “bottom” quarks.
- Boima bo lekantsoeng ba karolo e ncha bo tla sebetsa e le mokhoa oa ho batla lipatlisiso nakong e tlang ho li-accelerator tsa moloko o latelang.
- Lithuto tsa bophelo ba karolo ena li senola lintlha tse mabapi le tšebelisano e fokolang maemong a subatomic.
Ho batla mefuta e mecha ea taba ha ho felle ka ho fumanoa hona, kaha Cern e rera ho eketsa khanya ea likhohlano lilemong tse tlang ho hlahloba matla a holimo le ho feta. Cientistas lumela hore lelapa la “enchanted” likaroloana e ka ba e pharaletseng ho feta kamoo ho neng ho nahanoa kateng pele, e nang le matla a matla a e-s’o bonoe. Baryon $Xi_{cc}^{++}$ ke feela moemeli oa pele oa sehlopha se secha sa lintho tse nyenyane tse tla ithutoa ka matla lilemong tse leshome tse tlang tsa lipatlisiso tsa liteko.
Maikutlo a lipatlisiso tsa nako e tlang mabapi le li-quarks tse makatsang
Mohato o latelang bakeng sa sehlopha sa LHCb ke ho lekanya ka nepo nako e tloaelehileng ea bophelo ba karolo e ncha pele e senyeha ho ba likaroloana tse bobebe. Essa kelo ea bohlokoa hobane nako ea bophelo e susumetsoa ka kotloloho ke matla a fokolang, e ‘ngoe ea litšebelisano tsa mantlha tse laolang radioactivity le ho kopana ha nyutlelie linaleling. Compreender ts’ebetso ena e tla lumella litsebi tsa fisiks hore li ntlafatse li-constants tsa tlhaho tse hlahang ka lipalo tse ‘maloa tsa fisiks ea theory le cosmology.
Ntle le thepa ea tlhaho, sechaba sa mahlale se thahasella ho bona hore na likaroloana tsena tse boima li sebelisana joang tikolohong e teteaneng ea quark le gluon plasma. Esse boemo ba taba ke hore ho lumeloa hore e bile teng ho li-microseconds tsa pele ka mor’a tsoalo ea bokahohle, pele li-proton le li-neutron li thehoa. Ka ho bopa bocha le ho hlokomela maemo ana ka tekanyo e nyane, bafuputsi ba ka hetla morao nakong e fetileng mme ba utloisisa ho iphetola ha bokahohle ha bokahohle le ho thehoa ha libopeho tsa pele tsa athomo.
Ho utloisisa botsitso ba nyutlelie le matla a mantlha
Ho tsitsa ha ntho e ‘ngoe le e ‘ngoe eo re e bonang, ho tloha liseleng tsa ‘mele oa motho ho ea ho lihlopha tsa linaleli tse hōle, ho itšetlehile ka ho feletseng ka ho leka-lekana ho tsitsitseng pakeng tsa matla a subatomic. Ho sibolloa ha Cern ho fana ka rula e ncha ho lekanya tekanyo ena, ho lumella bo-rasaense ho utloisisa hore na ke hobane’ng ha metsoako e itseng ea quarks e tsitsitse ha e meng e qhalana hang-hang. Essa Kutloisiso e bohlokoa bakeng sa fisiks ea nyutlelie e sebelisoang, e susumetsang ntho e ‘ngoe le e ‘ngoe ho tloha ho tlhahiso ea matla ho ea ho kopantseng likarolo tse ncha tsa lik’hemik’hale ka laboratoring.
Ho rarahana ha matla a matla ho itšetlehile ka ‘nete ea hore, ho fapana le matla a khoheli, e ba matla le ho feta ha li-quark li leka ho suthela hōle le tse ling. Esse ketsahalo, e tsejoang e le ho koalloa, ke lebaka leo ka lona re sa fumaneng li-quarks tse ikhethileng tlhahong, kamehla ka lihlopha tsa tse peli kapa tse tharo. Karolo e ncha e nang le li-quark tse peli tsa enchanted e phephetsa litsebi tsa theorists ho hlalosa hore na ho koalloa hona ho sebetsa joang ha bongata ba boima bo tsepamisitsoe lintlheng tse peli tse bohareng, ho fetola mekhoa e tloaelehileng ea li-baryone tse neng li tsejoa pele.
Tlatsetso ea tšebelisano ea machaba tekong ea LHCB
Katleho ea teko ena ke phello e tobileng ea tšebelisano pakeng tsa makholo a litsi tsa lipatlisiso tse tsoang linaheng tse ngata, ho kenyelletsa le tlatsetso e kholo e tsoang ho bo-ramahlale ba Brazil le Latin America. Mehaho ea motheo e hlokahalang bakeng sa ho sibolloa ho joalo e feta matla a lichelete le a theknoloji a sechaba leha e le sefe se le seng, e totobatsang bohlokoa ba saense e bulehileng le e kopanetsoeng. No Cern, ho arolelana mehlodi le tsebo ho dumella batho ho tswela pele ho kena meeding ya tse sa tsejweng ka mokgwa o hlwahlwa le o pepeneneng.
Ho sekaseka lintlha tse habeli tsa charm baryone ho kenyelletsa lilemo tsa ho lekanya lisebelisoa le ho theha li-algorithms tsa mahlale a maiketsetso ho lemoha mekhoa e rarahaneng liphethong tsa ho thulana. Esse boiteko bo tsoelang pele bo tiisa hore ho sibolloa ha ho na liphoso tsa lipalo-palo le hore liphetho li ka phetoa ke lihlopha tse ling tse ikemetseng tsa lipatlisiso. Ponaletso mekhoeng ea mahlale e sebelisoang LHCb e tiisa hore karolo e ‘ngoe le e ‘ngoe e ncha e kenyellelitsoeng lethathamong la molao e thehiloe holim’a bopaki bo tiileng le bo netefalitsoeng.