Para peneliti di University of Hamburg dan Desy telah menemukan petunjuk tentang toponium yang sulit dipahami. Dengan penemuan ini, struktur mendasar dari semua materi dapat diuraikan dalam detail yang lebih besar.
Para ilmuwan di Universität Hamburg (UHH) dan Synchrotron Desy elektron, bekerja bersama dalam gugus keunggulan “alam semesta kuantum”, telah menemukan sinyal dalam dua percobaan di Cern's Large Hadron Collider (LHC) yang menunjuk pada partikel yang sangat langka yang disebut toponium – keadaan terikat yang terdiri dari quaring top dan antipart.
Harapan sebelumnya telah dibantah
Quark teratas adalah yang terberat dari semua partikel dasar yang diketahui. Ini diciptakan selama tabrakan di LHC, tetapi sangat masif dan tidak stabil sehingga biasanya meluruh dalam kurang dari satu kuadruton detik. Sampai sekarang, diasumsikan bahwa partikel menghilang begitu cepat sehingga fusi dengan antipartikelnya untuk membentuk keadaan terikat tidak dapat dideteksi. Hasil pengukuran baru menimbulkan keraguan pada asumsi ini.
“Ini adalah salah satu saat -saat ketika alam membalikkan harapan kami, karena kami yakin bahwa partikel seperti itu tidak dapat diamati – terutama tidak dalam kondisi yang kami miliki di LHC,” kata Alexander Grohsjean. Dia melakukan penelitian di University of Hamburg sebagai bagian dari “percobaan solenoid muon kompak” (CMS). “Hasil ini dapat menulis ulang buku teks,” tambah Christian Schwanenberger, profesor fisika eksperimental di Universitas Hamburg dan juga terlibat dalam percobaan CMS. “Ini mempertanyakan hal -hal yang telah diterima oleh generasi fisikawan.”
Penemuan itu dilakukan secara independen satu sama lain dalam percobaan CMS dan Atlas. Mereka mampu mengukur jumlah quark top yang lebih besar dan rekan -rekan mereka dengan energi kinetik rendah yang luar biasa. Dalam rasi bintang khusus ini, ada cukup waktu untuk menarik satu sama lain dan secara singkat membentuk partikel seperti toponium. Bukti pertama dari ini muncul dalam percobaan CMS pada tahun 2016, dengan data lebih lanjut dari 2017 dan 2018 memperkuat sinyal. Sekarang Atlas telah mengkonfirmasi koneksi dengan datanya sendiri. Hasilnya disajikan pada konferensi fisika energi tinggi dari masyarakat fisik Eropa dan kemudian dibahas dalam kolokium khusus dalam kelompok keunggulan “kuantum alam semesta”.
Proses yang paling langka dan paling cepat berlalu di alam menjadi terukur
“Ini bukan hanya tentang menemukan partikel baru,” kata Laurids Jeppe, mahasiswa PhD di University of Hamburg dan bagian dari tim CMS di Desy. “Ini menunjukkan bahwa kita sekarang telah mencapai ketepatan yang bahkan proses yang paling langka dan paling langka di alam dapat diukur.” Tugas sekarang adalah untuk menyelidiki sinyal secara lebih rinci. “LHC saat ini mengumpulkan data baru, yang tiga kali lipat kumpulan data kami,” jelas Katharina Behr dari Eksperimen Atlas di Desy. “Ini akan memungkinkan kita untuk menyelidiki toponium lebih tepatnya.”
Toponium akan memberikan fisika dengan alat baru untuk mempelajari interaksi yang kuat – salah satu dari empat kekuatan fundamental alam yang mengikat quark menjadi proton dan neutron. Pada saat yang sama, ia memberi cahaya baru pada perilaku quark atas itu sendiri, yang berbeda secara signifikan dari kerabatnya yang lebih ringan. Fisikawan teoretis di Universität Hamburg dan Desy sekarang sedang menyelidiki mengapa hal ini terjadi dan model mana yang bisa menggambarkannya.
Universitas Hamburg
Berinovasi dan bekerja sama untuk masa depan yang berkelanjutan di era digital
