Pengesan CMS, di Grande Colisor CERN, menganalisis perlanggaran proton dan tidak menemui bukti struktur dalaman dalam kuark. Penyelidikan menggunakan data daripada fasa kedua operasi LHC dan skala yang diuji sehingga 10⁻²⁰ meter. Hasilnya menguatkan model fizik zarah semasa.
Kuark membentuk proton dan neutron, yang seterusnya membentuk jirim biasa. Teori ini menggambarkannya sebagai zarah titik, tanpa bahagian yang lebih kecil. Experimentos sebelumnya telah pun mengesahkan paparan ini, tetapi pencarian untuk lapisan yang lebih dalam diteruskan. Kajian baru memajukan had pemerhatian.
Kaedah penyiasatan semasa berpandu Rutherford
Eksperimen ini mengikut prinsip yang digunakan oleh Ernest Rutherford pada tahun 1911. Ele membedil kerajang emas dengan zarah alfa dan memerhatikan sudut serakan. Kebanyakan pergi terus, tetapi ada yang memantul. Isso mendedahkan nukleus atom tertumpu di tengah.
Di LHC, perlanggaran proton memecahkan proton ini kepada kuark. Kuark keluar sebagai jet zarah. CMS mengukur taburan sudut antara jet ini. Jika quark mempunyai struktur dalaman, bentuk jet akan berubah pada tenaga tertentu. Data yang dikumpul tidak menunjukkan sisihan yang ketara ini.
Pasukan itu memeriksa lebih daripada sejuta acara. Taburan sudut sepadan dengan ramalan Modelo Padrão untuk zarah titik. Perbezaan Pequenas muncul dalam julat jisim yang tinggi, tetapi termasuk dalam ketidakpastian statistik dan sistematik.
Análise menggunakan 138 fb⁻¹ data pada 13 TeV
Kajian ini berdasarkan perlanggaran pada 13 teraelektronvolt. Kecerahan bersepadu mencapai 138 fb⁻¹. Para penyelidik membetulkan kesan pengesan dan membandingkannya dengan pengiraan QCD yang mengganggu dalam susunan NNLO, serta pembetulan NLO yang lemah.
- Distribuições menormalkan sudut sudut dalam pelbagai julat jisim di-jet
- Teruskan Comparação dengan senario quark kompaun
- Limites dalam interaksi hubungan antara kuark
- Restrições kepada dimensi tambahan, lubang hitam kuantum dan pengantara jirim gelap
Had yang paling ketat setakat ini tidak termasuk kuark kompaun di atas skala tenaga tertentu. Dalam model rujukan dengan kuark kidal, had mencapai 37 TeV untuk gangguan membina.
Quarks kekal sebagai blok asas
Fizik telah melalui beberapa revolusi. Átomos tidak boleh dibahagikan sehingga penemuan nukleus. Prótons dan neutron kelihatan asas sehingga kuark disahkan pada tahun 1968 di SLAC. Agora, CMS menolak ujian ke jarak seribu kali lebih kecil daripada saiz proton.
Mesmo tanpa tanda substruktur, saintis tidak menolak kemungkinan pada skala yang lebih kecil. Percubaan semasa mengehadkan struktur yang lebih besar daripada 10⁻²⁰ m. Isso bersamaan dengan kira-kira seratus ribu diameter proton.
Hasilnya juga mengekang fenomena lain di luar Modelo Padrão. Gluon anomali Acoplamentos, zarah seperti aksion dan mediator jirim gelap diberi had yang lebih ketat. Analisis merangkumi beberapa model teori dalam satu penerbitan.
Futuro LHC akan membawa lebih ketepatan
Fasa ketiga operasi LHC sudah pun mengumpul data baharu. Peningkatan LHC HiLumi, yang dijadualkan pada 2030, akan meningkatkan kadar perlanggaran secara mendadak. Dengan lebih banyak statistik, penyelidik akan mengurangkan ketidakpastian dalam mengukur sudut serakan.
Medições yang lebih tepat boleh mendedahkan penyimpangan halus atau seterusnya mengesahkan kelakuan titik quark. CMS merancang untuk meneruskan pencarian tanda-tanda fizik baharu dalam pengedaran jet.
Perkara biasa di sekeliling kita bergantung kepada zarah ini. Penemuan Qualquer tentang komposisinya akan menjejaskan pemahaman alam semesta, termasuk isu seperti jirim gelap dan penyatuan kuasa. Buat masa ini, quark mengekalkan kedudukan mereka sebagai zarah asas.
Para saintis menekankan bahawa ketiadaan bukti tidak membuktikan ketiadaan yang pasti. Niaga hadapan Experimentos dengan tenaga yang lebih tinggi atau teknik yang berbeza boleh meneroka jarak yang lebih kecil. LHC kekal sebagai alat utama untuk sempadan ini.