erősségi tesztje az univerzum anyagának nagy része apró részecskékből áll, amelyeket kvarkoknak neveznek. Általában lehetetlen látni egy kvarcot önmagában, mert mindig szorosan össze vannak kötve csoportokban. A kvarkok csak szélsőséges körülmények között különülnek el, például közvetlenül az ősrobbanás után vagy a csillagok közepén vagy a részecskeütközőkben keletkező nagy energiájú részecske-ütközések során.
A Louisiana Tech Egyetem tudósai a kvarkok és az őket megkötő erő tanulmányozásán dolgoznak, az LHC ATLAS kísérletének adatait elemezve., Méréseik többet mondhatnak a korai Univerzum körülményeiről, sőt még a fizika új, felfedezetlen elveire is utalhatnak.
a kvarkokat összetartó részecskéket találóan “gluonoknak” nevezik.”A gluonok hordozzák az erős erőt, az univerzum négy alapvető erejének egyikét, amelyek szabályozzák a részecskék kölcsönhatását és viselkedését. Az erős erő a kvarkokat olyan részecskékké köti össze, mint a protonok, neutronok és atommagok.,
Ahogy a neve is sugallja, az erős erő, a legerősebb—ez 100-szor erősebb, mint az elektromágneses erő (amely kötődik az elektronok be atomok), 10.000-szer erősebb, mint a gyenge erő (ami szabályozza a radioaktív bomlás), illetve több száz millió millió millió millió millió millió (1039) – szer erősebb, mint a gravitáció (amely vonzza a Földet, a Föld a nap).
de ez az arány eltolódik, amikor a részecskék tele vannak energiával. Ahogy a valódi ragasztó túlmelegedéskor elveszíti ragadósságát,a gluonok által hordozott erős erő nagyobb energiákon gyengül.,
“a részecskék egy változó szabályrendszerrel játszanak” – mondja Markus Wobisch a Louisiana Tech Egyetemen. “Az erők ereje és befolyásuk a szubatomi világban megváltozik, ahogy a részecskék energiái növekednek. Ez alapvető paraméter az anyag megértésében, ám a nagy energiájú tudósok még nem vizsgálták teljes mértékben.”
az erős erő kohéziójának jellemzése Az egyik legfontosabb összetevő a részecskék kialakulásának megértéséhez az ősrobbanás után, sőt új fizikát is adhat, például rejtett extra dimenziókat.,
“Az Extra méretek segíthetnek megmagyarázni, hogy az alapvető erők miért változnak drasztikusan az erőben” – mondja Lee Sawyer, a Louisiana Tech Egyetem professzora. “Például az alapvető erők egy része csak azért tűnhet gyengének, mert rejtett extra dimenziókban élnek, és nem tudjuk megmérni teljes erejüket. Ha az erős erő gyengébb vagy erősebb a vártnál a nagy energiáknál, ez azt mondja nekünk, hogy valami hiányzik az univerzum alapmodelljéből.,”
tanulmányozásával nagy energiájú ütközések által termelt az LHC, a kutatócsoport a Louisiana Tech Egyetem jellemző, hogy az erős erő húzza energikus kvarkok a terhelt részecskék. A kihívás, amivel szembesülnek, az, hogy a kvarkok rambunctious és kapribogyó körül belül a részecske detektorok. Ez a szubatomi soirée több száz részecskét tartalmaz, amelyek gyakran körülbelül 20 proton-proton ütközésből származnak. Rendetlen jelet hagy, amit a tudósoknak ezután rekonstruálniuk és kategorizálniuk kell.,
wobisch és kollégái új módszert dolgoztak ki a Jets nevű kvarkok ezen csoportjainak tanulmányozására. A fúvókák szögeinek és irányainak mérésével ő és kollégái fontos új információkat tanulnak meg arról, hogy mi történt az ütközések során—többet, mint amit a fúvókák egyszerű számlálásával következtethetnek.
a proton-proton ütközések által termelt fúvókák átlagos száma közvetlenül megfelel az LHC energetikai környezetében lévő erős erő erősségének.,
” Ha az erős erő erősebb a jósoltnál, akkor a proton-protonok ütközéseinek számának növekedését kell látnunk, amelyek három fúvókát generálnak. De ha az erős erő valójában gyengébb a vártnál, akkor azt várnánk, hogy viszonylag több ütközést látunk, amelyek csak két fúvókát termelnek. A két lehetséges eredmény közötti arány a kulcs az erős erő megértéséhez.”
az LHC bekapcsolása után a tudósok megkétszerezték energiájuk elérését, és most meghatározták az erős erő erejét 1-ig.,5 billió elektronvolt, ami nagyjából az univerzum minden részecskéjének átlagos energiája közvetlenül az ősrobbanás után. Wobisch és csapata abban reménykedik, hogy ezt a számot ismét megduplázza további adatokkal.
“eddig minden mérésünk megerősíti előrejelzéseinket” – mondja Wobisch. “További adatok segítenek a még magasabb energiák erős erejének áttekintésében, bepillantást adva nekünk az első részecskék kialakulására és a téridő mikroszkopikus szerkezetére.”