احتمال کشف یک ماده جدید در «سرن»

ایسنا: دانشمندان برخورددهنده بزرگ هادرونی در مرکز سرن بر این باورند که آزمایشات آنها احتمالا منجر به ایجاد یک گونه جدید از ماده شده است. این امر نشان می‌دهد که برخوردها ممکن است یک گونه جدید از ماده موسوم به چکیده رنگ شیشه‌ای شده باشد. هنگامی که پرتوهای ذرات در سرعت بالا با یکدیگر برخورد می‌کنند، این تصادم منجر به ایجاد صدها ذره جدید شده که بیشتر آنها از نقطه برخورد با سرعت نزدیک به نور دور می‌شوند. با این حال این محققان متوجه شدند که در دو میلیون برخورد سرب و پروتون، برخی از جفت‌ذرات، در جهت‌های مرتبط، از یکدیگر دور می‌شوند. به گفته محققان موسسه فناوری ماساچوست که در این پژوهش همکاری داشته‌اند، این ذرات تا حدی در یک جهت پرواز کرده اگرچه هنوز مشخص نیست که چگونه این جهت را با یکدیگر هماهنگ می‌کنند. پژوهشهای پیشین این دانشمندان در دو سال قبل نشان دهنده الگوی مشخص مشابهی در برخوردهای پروتون با پروتون بود. این الگوی پروازی مشابه همچنین در زمان برخورد یونهای سرب و دیگر فلزات سنگین مانند طلا و مس با یکدیگر دیده شده است. این برخوردهای یون سنگین باعث ایجاد یک موج از پلاسمای کوارک گلئون می‌شود. در برخورددهنده بزرگ هادرونی، این موج برخی از ذرات ایجاد شده را ارسال می‌کند که مسؤول هماهنگ شدن مسیر پروازی این ذرات است. طبق فرضیه‌ها، برخوردهای پروتون با پروتون ممکن است یک موج مایع مانند از گلئون را ایجاد کند که به چکیده رنگ شیشه‌ای موسوم است. این گروه متراکم گلئون همچنین ممکن است باعث ایجاد الگوی برخورد غیرمتعارف شود که در برخوردهای پروتون با یون سرب دیده شده است. محققان پیش از مشاهده مسیر مرتبط ذرات در برخوردهای پروتون با پروتون، وجود این ماده جدید را فرضیه‌سازی کرده بودند. درحالیکه پروتونها در سطوح انرژی عادی از سه کوارک برخوردارند، در سطوح بالاتر انرژی به دستیابی به یک خوشه همراه گلئون گرایش پیدا می‌کنند. این گلئونها هم در ذرات و هم در موج وجود داشته و عملکرد موجی آنها با یکدیگر قابل هماهنگی است. این درهم تنیدگی کوانتومی نشان می‌دهد که چگونه ذراتی که از محل برخورد دور شده‌اند، می‌توانند از اطلاعات مشترک مانند جهت پرواز برخوردار باشند. به گفته دانشمندان، اگرچه این هماهنگی یک تاثیر بسیار کوچک بوده اما به مسائل بنیادی‌تر در چگونگی چیدمان فضایی کوارکها و گلئونها در یک پروتون اشاره دارد. محققان تجربه CMS مرکز سرن در اصل قصد داشتند که از برخوردهای سرب و پروتون به عنوان یک سیستم مرجع برای مقایسه با برخوردهای سرب با سرب استفاده کنند اما تاثیرات پلاسمای کوارک گلئون آنها را شگفت‌زده کرد. این تجربه تنها چهار ساعت بطول انجامید اما این محققان قصد دارند در ماه ژانویه برای چندین هفته این برخوردهای سرب و پروتون را تکرار کنند که به آنها اجازه خواهد داد تا امکان ایجاد یک مایع را توسط این برخوردها بسنجند. این امر می‌تواند توضیحات احتمالی را واقعی‌تر کرده و نشان دهد که آیا تاثیرات دیده شده در برخوردهای پروتون با پروتون، سرب و پروتون و سرب با سرب با هم ارتباط دارند. این پژوهش در مجله Physical Review B منتشر شده است.