Kwarki należą do podstawowych składników materii, a mimo to nikt nigdy nie zaobserwował żadnego z nich w pojedynkę. Zawsze są związane w większe cząstki. Fizycy z eksperymentu ALICE w CERN, wśród nich naukowcy z Polski, zbadali, jak przebiega proces, w którym kwarki i gluony tworzą cząstki możliwe do zarejestrowania w detektorach.
Powód tkwi w naturze oddziaływań silnych. Rozdzielanie kwarków wymaga coraz większej energii, a zgromadzona energia prowadzi do powstania nowych cząstek, nie do uwolnienia pojedynczego składnika. To trochę jak z rozciąganą taśmą: zamiast wolnego końca dostajemy po zerwaniu dwie taśmy.
Badacze przeanalizowali dane z około 870 milionów zderzeń protonów. Sprawdzali kierunki ruchu i pędy cząstek w dżetach, czyli skupionych strumieniach rejestrowanych w detektorach. Wyniki ujawniły dwa sposoby zachowania cząstek i wyraźne maksimum między nimi, wskazujące przejście od rozgałęziania się kwarków i gluonów do hadronizacji. W dżetach o większym pędzie maksimum występowało przy mniejszych różnicach kierunków, ale po zestawieniu ich z pędem dżetu za każdym razem wychodziła niemal ta sama wartość – około 2,4 GeV/c.
Eksperyment nie pozwolił zobaczyć bezpośrednio, jak pojedyncze kwarki łączą się w hadrony, ale w rozmieszczeniu cząstek zachował się ślad tej przemiany. Wyniki, opublikowane w Physical Review D, dostarczają nowych danych do sprawdzania modeli oddziaływań silnych i mogą się przydać w badaniach plazmy kwarkowo-gluonowej.
#CERN #fizyka
