به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، در یکی از داغترین محیطهایی که بشر تاکنون ساخته است، یعنی برخوردهای پروتونی در برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) در سرن، معمایی قدیمی ذهن فیزیکدانان را به خود مشغول کرده بود؛ چگونه ذرات بسیار ظریف و شکنندهای مانند «دوتریون» ها و همتایان پادمادهای آنها میتوانند در چنین گرمای شدیدی وجود داشته باشند؟ اکنون پژوهشگران دانشگاه فنی مونیخ (TUM) پاسخی قانعکننده برای این پرسش یافتهاند.
دوتریون سادهترین هسته اتمی پس از هیدروژن است و تنها از یک پروتون و یک نوترون تشکیل میشود. پیوند میان این دو ذره بهنسبت ضعیف است و از نظر نظری، در دماهایی که بیش از صد هزار برابر دمای هسته خورشید هستند، باید بلافاصله از هم بپاشد، با این حال آزمایشهای LHC سالهاست که حضور این هستههای سبک و حتی پاددوتریونها را ثبت میکنند.
بر اساس نتایج جدید که در نشریه معتبر Nature منتشر شده، این ذرات شکننده در واقع از مرحله اولیه و آشفته برخورد جان سالم به در نمیبرند. بلکه حدود ۹۰ درصد دوتریونها و پاددوتریونهای مشاهدهشده، در مرحلهای دیرتر و خنکتر شکل میگیرند. زمانی که «گلوله آتشین» حاصل از برخورد شروع به سرد شدن میکند، ذرات بسیار پرانرژی و فوقکوتاهعمری موسوم به «رزونانسها» فروپاشی میشوند و پروتونها و نوترونها را آزاد میکنند. این ذرات آزادشده، در شرایط آرامتر، میتوانند به هم بپیوندند و هستههای سبک را بسازند.
لائورا فابیتی از دانشگاه فنی مونیخ میگوید این یافته گامی مهم در فهم «برهمکنش قوی» است؛ نیروی بنیادیای که هسته اتم را کنار هم نگه میدارد، به گفته او، نتایج نشان میدهد شکلگیری هستههای سبک نه در اوج گرما، بلکه پس از فروکشکردن آشوب اولیه رخ میدهد.
اهمیت این کشف تنها به فیزیک ذرات محدود نمیشود. دوتریونها و پاددوتریونها در فضا و در برهمکنش پرتوهای کیهانی نیز شکل میگیرند و مطالعه دقیق نحوه تولید آنها میتواند به تفسیر دادههای کیهانی و حتی جستوجوی نشانههایی از ماده تاریک کمک کند، پژوهشگران معتقدند مدلهای جدید، تحلیل این دادهها را دقیقتر و قابلاعتمادتر خواهد کرد.
برخورددهنده بزرگ هادرونی با بازآفرینی شرایطی شبیه به لحظات آغازین پس از مهبانگ، همچنان یکی از کلیدیترین ابزارهای بشر برای فهم منشأ ماده و قوانین بنیادین طبیعت است. این کشف تازه نشان میدهد حتی در دل شدیدترین آشوبها، ماده راهی برای بازسازی آرام خود پیدا میکند.
نظر شما