Nowe detekcje w Wielkim Zderzaczu Hadronów - dotyczą podstawowych sił przyrody
Należący do CERN detektor ALICE zrobił kolejny krok w stronę zrozumienia oddziaływań między hadronami. Naukowcy po raz pierwszy namierzyli szczątkowe silne oddziaływanie między protonami i mezonami fi.
Naukowcy odpowiedzialni za detektor ALICE w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) wykorzystali metodę znaną jako femtoskopia do badania resztkowego oddziaływania między cząstkami dwu- i trójkwarkowymi. Dzięki temu pomiarowi, po raz pierwszy zaobserwowano oddziaływanie między mezonem fi a protonem.
Jak oddziałują protony i mezony fi?
Mezon fi nie jest naładowany elektrycznie, więc wykryte oddziaływanie nie może mieć pochodzenia elektromagnetycznego. Można je przypisać jedynie szczątkowemu oddziaływaniu silnemu. Z kolei oddziaływaniem silnym określamy jedno z czterech oddziaływań uznanych za podstawowe - utrzymuje ono kwarki wewnątrz hadronów (jak protony czy mezony fi). Szczątkowe oddziaływanie silne jest siłą działającą między różnymi hadronami. Utrzymuje ono protony i neutrony w jądrach atomowych.
Wszelkie oddziaływania między niestabilnymi hadronami powstającymi w akceleratorach cząstek są trudne do zaobserwowania. Można je wychwycić w LHC przy użyciu metody znanej jako femtoskopia.
Hadrony powstające podczas zderzeń w LHC powstają w niewielkich odległościach od siebie - ok. 0,000 000 000 000 001 m (jest to jednostka znana jako femtometr). Skala ta odpowiada zasięgowi resztkowego oddziaływania silnego, więc możliwy jest krótki kontakt hadronów. Pary hadronów doświadczające przyciągania nieco zbliżają się do siebie, a w przypadku odpychania obserwujemy efekt odwrotny.
Warto zaznaczyć, że znajomość oddziaływań proton-mezon fi odgrywa ważną rolę w fizyce. Są one punktem zaczepienia dla poszukiwań częściowego przywrócenia tzw. symetrii chiralnej. Co więcej, mezony fi w niektórych modelach są uważane za możliwy nośnik oddziaływań między barionami. Zjawiska te mają znaczenie dla naszego rozumienia mechanizmów rządzących Wszechświatem.
