فيزيائيون يكتشفون نظامًا مخفيًا في تصادمات البروتونات عالية الطاقة

اكتشف الباحثون أن الإنتروبيا تبقى ثابتة أثناء الانتقال من حالة فوضوية للكوارك-غلوون إلى جسيمات مستقرة في تصادمات البروتونات في المصادم الكبير للهادرونات. هذه الثبات غير المتوقع يُعد توقيعًا مباشرًا لمبدأ التوحد في ميكانيكا الكم. الاكتشاف، المبني على نماذج محسنة وبيانات LHC، يتحدى الافتراضات الأولية حول فوضى العملية.

تصادمات البروتونات عالية الطاقة في المصادم الكبير للهادرونات (LHC) تخلق حالة كثيفة وموجزة من الكواركات والغلوونات، تشبه بحرًا مغليًا من الجسيمات، قبل أن تبرد إلى هادرونات قابلة للكشف. حدسيًا، يجب أن يغير هذا التحول من مرحلة مبكرة تبدو فوضوية إلى مرحلة لاحقة أكثر ترتيبًا إنتروبيا النظام، وهي مقياس للفوضى. ومع ذلك، تكشف بيانات تجارب LHC أن الإنتروبيا تبقى دون تغيير طوال العملية، مما يتحدى التوقعات.

نشر البروفيسور كريستوف كوتاك والدكتور ساندور لوكوس من معهد فيزياء النوى في الأكاديمية البولندية للعلوم (IFJ PAN) في كراكوف تحليلهم في Physical Review D. قاما بتحسين نماذج الديبول، التي تمثل الغلوونات كأزواج كوارك-مضاد كوارك مع شحنات لونية، لوصف تطور نظام الغلوونات بشكل أفضل. "تسمح نماذج الديبول المبنية على العدد المتوسط للهادرونات المنتجة في التصادم بتقدير إنتروبيا البارtones"، شرح البروفيسور كوتاك.

قبل عامين، حسّن كوتاك والدكتور باول كابوتا من جامعة ستوكهولم النموذج بدمج التأثيرات ذات الصلة عند الطاقات المنخفضة والاستعانة بنظرية التعقيد. اختبروه مقابل بيانات من تجارب ALICE وATLAS وCMS وLHCb عبر طاقات من 0.2 إلى 13 تيرا إلكترون فولت، حيث تفوق النموذج العام على سادته. "نظهر أن النموذج العام للديبول يصف البيانات الحالية بدقة أكبر من نماذج الديبول السابقة ويعمل جيدًا في نطاق أوسع من طاقات تصادم البروتونات"، قال البروفيسور كوتاك.

يتوافق هذا الثبات مع صيغة خارزييف-ليفين وينبع من توحد ميكانيكا الكم، الذي يحافظ على الاحتمالية ويسمح بعمليات قابلة للعكس. "توحد ميكانيكا الكم هو شيء يتعلمه طلاب الفيزياء... من شيء واحد التعامل مع نظرية تظهر ميزة معينة على مستوى الكواركات والغلوونات... وشيء آخر رؤيتها في بيانات حقيقية"، لاحظ البروفيسور كوتاك.

ستأتي التحققات المستقبلية من ترقية LHC التي تعزز كاشف ALICE لدراسات الغلوونات الأكثر كثافة ومصادم الإلكترون-الأيون تحت الإنشاء في المختبر الوطني في بروكهافن، حيث ستستكشف تصادمات الإلكترون-البروتون أنظمة الغلوونات بشكل أكثر مباشرة.

مقالات ذات صلة

Physicists with the STAR collaboration have observed particles emerging directly from empty space during high-energy proton collisions at Brookhaven National Laboratory. The experiment provides strong evidence that mass can arise from vacuum fluctuations, as predicted by quantum chromodynamics. Quark-antiquark pairs promoted to real particles retained spin correlations tracing back to the vacuum.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Researchers in China have demonstrated heat flowing from cold to hot in a quantum system, potentially requiring updates to the second law of thermodynamics. Using a molecule as qubits, the team manipulated quantum information to achieve this reversal. The finding highlights differences between classical and quantum physics.

Nuclear physicists at the University of Tennessee have made three key findings about the rapid neutron-capture process that forms heavy elements like gold in stellar events. Their research, conducted at CERN's ISOLDE facility, clarifies how unstable atomic nuclei decay. The results, published in Physical Review Letters, could refine models of element formation in the universe.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Researchers at Tokyo University of Science have demonstrated matter-wave diffraction in positronium, an exotic atom formed by an electron and its antimatter counterpart, a positron. This marks the first observation of quantum interference in such a system. The findings, published in Nature Communications, confirm positronium's wave-particle duality.

Researchers at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf have filmed copper atoms losing and regaining electrons in femtoseconds using dual lasers. The experiment creates superheated plasma mimicking extreme cosmic conditions. Findings could advance laser fusion research.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض