Ο ανιχνευτής CMS, στο Grande Colisor του CERN, ανέλυσε τις συγκρούσεις πρωτονίων και δεν βρήκε στοιχεία εσωτερικής δομής στα κουάρκ. Η έρευνα χρησιμοποίησε δεδομένα από τη δεύτερη φάση λειτουργίας του LHC και δοκίμασε κλίμακες έως 10-20 μέτρα. Τα αποτελέσματα ενισχύουν το τρέχον μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής.
Τα κουάρκ σχηματίζουν πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία με τη σειρά τους αποτελούν τη συνηθισμένη ύλη. Η θεωρία τα περιγράφει ως σημειακά σωματίδια, χωρίς μικρότερα μέρη. Προηγούμενα Experimentos έχουν ήδη επιβεβαιώσει αυτήν την άποψη, αλλά η αναζήτηση για βαθύτερα επίπεδα συνεχίζεται. Η νέα μελέτη προωθεί το όριο παρατήρησης.
Rutherford καθοδηγούμενη τρέχουσα μέθοδος έρευνας
Το πείραμα ακολουθεί την αρχή που χρησιμοποιούσε ο Ernest Rutherford το 1911. Ο Ele βομβάρδισε φύλλο χρυσού με σωματίδια άλφα και παρατήρησε γωνίες σκέδασης. Οι περισσότεροι πέρασαν κατευθείαν, αλλά κάποιοι έκαναν ρικοσέ. Ο Isso αποκάλυψε τον ατομικό πυρήνα συγκεντρωμένο στο κέντρο.
Στο LHC, οι συγκρούσεις πρωτονίων σπάζουν αυτά τα πρωτόνια σε κουάρκ. Τα κουάρκ βγαίνουν ως πίδακες σωματιδίων. Το CMS μετρά την κατανομή των γωνιών μεταξύ αυτών των πίδακες. Εάν τα κουάρκ είχαν εσωτερική δομή, το σχήμα των πίδακα θα άλλαζε σε ορισμένες ενέργειες. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν δεν δείχνουν αυτή τη σημαντική απόκλιση.
Η ομάδα εξέτασε περισσότερα από ένα εκατομμύριο συμβάντα. Οι κατανομές γωνίας ταιριάζουν με τις προβλέψεις Modelo Padrão για σημειακά σωματίδια. Οι διαφορές Pequenas εμφανίζονται σε υψηλές περιοχές μάζας, αλλά εμπίπτουν σε στατιστικές και συστηματικές αβεβαιότητες.
Το Análise χρησιμοποιεί 138 fb-1 δεδομένων στα 13 TeV
Η μελέτη βασίζεται σε συγκρούσεις στα 13 τεραηλεκτρονβολτ. Η ενσωματωμένη φωτεινότητα φτάνει τα 138 fb-1. Οι ερευνητές διόρθωσαν τα αποτελέσματα των ανιχνευτών και τα συνέκριναν με διαταρατικούς υπολογισμούς QCD με σειρά NNLO, καθώς και ηλεκτροαδύναμες διορθώσεις NLO.
- Το Distribuições κανονικοποίησε γωνιακές γωνίες σε διάφορες περιοχές μάζας di-jet
- Απευθείας Comparação με σενάρια σύνθετου κουάρκ
- Limites σε αλληλεπιδράσεις επαφής μεταξύ κουάρκ
- Restrições σε επιπλέον διαστάσεις, κβαντικές μαύρες τρύπες και μεσολαβητές σκοτεινής ύλης
Τα αυστηρότερα όρια μέχρι στιγμής αποκλείουν τα σύνθετα κουάρκ πάνω από ορισμένες ενεργειακές κλίμακες. Στο μοντέλο αναφοράς με αριστερόστροφα κουάρκ, το όριο φτάνει τα 37 TeV για εποικοδομητική παρεμβολή.
Τα Quarks παραμένουν ως θεμελιώδη μπλοκ
Η φυσική έχει ήδη περάσει από αρκετές επαναστάσεις. Τα Átomos ήταν αδιαίρετα μέχρι την ανακάλυψη του πυρήνα. Το Prótons και τα νετρόνια εμφανίστηκαν στοιχειώδη έως ότου τα κουάρκ επιβεβαιώθηκαν το 1968 στο SLAC. Agora, το CMS ωθεί τη δοκιμή σε αποστάσεις χίλιες φορές μικρότερες από το μέγεθος του πρωτονίου.
Mesmo χωρίς σημάδια υποδομής, οι επιστήμονες δεν αποκλείουν πιθανότητες σε ακόμη μικρότερες κλίμακες. Το τρέχον πείραμα περιορίζει δομές μεγαλύτερες από 10-²⁰ m. Το Isso είναι ισοδύναμο με περίπου το εκατό χιλιοστό της διαμέτρου ενός πρωτονίου.
Το αποτέλεσμα περιορίζει επίσης άλλα φαινόμενα πέρα από το Modelo Padrão. Τα ανώμαλα γλουόνια Acoplamentos, τα σωματίδια που μοιάζουν με άξονα και οι μεσολαβητές της σκοτεινής ύλης έχουν αυστηρότερα όρια. Η ανάλυση καλύπτει πολλά θεωρητικά μοντέλα σε μία μόνο δημοσίευση.
Το Futuro του LHC θα φέρει μεγαλύτερη ακρίβεια
Η τρίτη φάση της λειτουργίας του LHC συλλέγει ήδη νέα δεδομένα. Η αναβάθμιση HiLumi LHC, που έχει προγραμματιστεί για το 2030, θα αυξήσει δραματικά το ποσοστό σύγκρουσης. Με περισσότερα στατιστικά στοιχεία, οι ερευνητές θα μειώσουν τις αβεβαιότητες στη μέτρηση της γωνίας σκέδασης.
Πιο ακριβές Medições θα μπορούσε να αποκαλύψει λεπτές αποκλίσεις ή να επιβεβαιώσει περαιτέρω τη σημειακή συμπεριφορά των κουάρκ. Η CMS σχεδιάζει να συνεχίσει την αναζήτηση ενδείξεων νέας φυσικής στις διανομές τζετ.
Η συνηθισμένη ύλη γύρω μας εξαρτάται από αυτά τα σωματίδια. Η ανακάλυψη του Qualquer σχετικά με τη σύνθεσή του θα επηρεάσει την κατανόηση του σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένων ζητημάτων όπως η σκοτεινή ύλη και η ενοποίηση των δυνάμεων. Προς το παρόν, τα κουάρκ διατηρούν τη θέση τους ως στοιχειώδη σωματίδια.
Οι επιστήμονες τονίζουν ότι η απουσία στοιχείων δεν αποδεικνύει οριστική απουσία. Τα συμβόλαια μελλοντικής εκπλήρωσης Experimentos με υψηλότερες ενέργειες ή διαφορετικές τεχνικές θα μπορούσαν να εξερευνήσουν ακόμη μικρότερες αποστάσεις. Το LHC παραμένει το κύριο εργαλείο για αυτό το σύνορο.