Детектор CMS у CERN Grande Colisor проаналізував зіткнення протонів і не виявив доказів внутрішньої структури кварків. У дослідженні використовувалися дані другого етапу роботи LHC і тестувалися масштаби до 10⁻²⁰ метрів. Результати підкріплюють поточну модель фізики елементарних частинок.
Кварки утворюють протони та нейтрони, які, у свою чергу, утворюють звичайну речовину. Теорія описує їх як точкові частинки без менших частин. Попередні Experimentos вже підтвердили цю точку зору, але пошук глибших шарів триває. Нове дослідження розширює межу спостереження.
Метод дослідження керованого струму Rutherford
Експеримент дотримується принципу, використаного Ernest Rutherford у 1911 році. Ele бомбардував золоту фольгу альфа-частинками та спостерігав кути розсіювання. Більшість пройшли прямо, але деякі рикошетили. Isso виявив атомне ядро, зосереджене в центрі.
На LHC зіткнення протонів розбивають ці протони на кварки. Кварки виходять у вигляді струменів частинок. CMS вимірює розподіл кутів між цими струменями. Якби кварки мали внутрішню структуру, форма струменів змінювалася б при певних енергіях. Зібрані дані не показують такого значного відхилення.
Команда дослідила понад мільйон подій. Кутовий розподіл відповідає прогнозам Modelo Padrão для точкових частинок. Відмінності Pequenas з’являються у високих діапазонах мас, але потрапляють у статистичні та систематичні невизначеності.
Análise використовує 138 фб⁻¹ даних при 13 ТеВ
Дослідження базується на зіткненнях при 13 тераелектронвольтах. Інтегрована яскравість досягає 138 fb⁻¹. Дослідники внесли поправки на ефекти детектора та порівняли їх із збуреними розрахунками КХД у порядку NNLO, а також електрослабкі поправки NLO.
- Distribuições нормалізував кутові кути в різних діапазонах мас диструменя
- Прямий Comparação зі сценаріями складених кварків
- Limites у контактній взаємодії між кварками
- Restrições до додаткових вимірів, квантових чорних дір і посередників темної матерії
Найсуворіші обмеження поки що виключають складені кварки вище певних енергетичних шкал. У еталонній моделі з лівосторонніми кварками межа досягає 37 ТеВ для конструктивної інтерференції.
Quarks залишаються фундаментальними блоками
Фізика вже пережила кілька революцій. Átomos були неподільними до відкриття ядра. Prótons і нейтрони здавалися елементарними, поки кварки не були підтверджені в 1968 році в SLAC. Agora, CMS просуває тест на відстань, яка в тисячу разів менша за розмір протона.
Mesmo без ознак субструктури, вчені не виключають можливостей навіть у менших масштабах. Поточний експеримент обмежує конструкції розміром понад 10⁻²⁰ м. Isso еквівалентний приблизно одній стотисячній діаметра протона.
Результат також обмежує інші явища за межами Modelo Padrão. Аномальні глюони, аксіоноподібні частинки та посередники темної матерії Acoplamentos мають більш жорсткі обмеження. Аналіз охоплює декілька теоретичних моделей в одній публікації.
Futuro LHC забезпечить більшу точність
Третя фаза роботи LHC вже збирає нові дані. Модернізація HiLumi LHC, запланована на 2030 рік, різко збільшить частоту зіткнень. Завдяки більшій статистиці дослідники зменшать невизначеність у вимірюванні кута розсіювання.
Більш точний Medições може виявити незначні відхилення або додатково підтвердити точкову поведінку кварків. CMS планує продовжити пошуки ознак нової фізики в реактивних розподілах.
Звичайна матерія навколо нас залежить від цих частинок. Відкриття Qualquer про його склад вплине на розуміння Всесвіту, включаючи такі питання, як темна матерія та об’єднання сил. Поки що кварки зберігають своє становище елементарних частинок.
Вчені підкреслюють, що відсутність доказів не доводить остаточної відсутності. Ф’ючерси Experimentos з більшою енергією або іншими методами можуть досліджувати навіть менші відстані. LHC залишається основним інструментом для цього кордону.