通过跟踪含有魅力夸克的粒子来结合夸克的新洞察

由星形探测器的重型风格跟踪器（HFT）组件记录的金灰色碰撞，在相对论的重离子撞机（RHIC）上。白点显示“击中”颗粒从碰撞中出现的颗粒，因为它们在三层的HFT中撞击传感器。科学家使用命中的命中重建带电粒子轨道（红色和绿线），以测量从碰撞中出现的某些种类颗粒的相对丰度 - 在这种情况下，迷人的λ颗粒。

核物理学家正试图了解术语如何称为夸克和胶团结合形成强子，由两三个夸克制成的复合粒子。要研究这一过程，称为结名，核物理学家团队使用了在Doe的Brookhaven国家实验室的核物理研究中的相对论沉重的Ion Coller-A-US美国能源工程厅的明星探测器 - 衡量相对丰富的核物理研究某些两个和三夸克的强度​​在金子核充满活力的碰撞中创造。碰撞瞬间“熔化”融合质子和中子之间的边界，这些质子和中子构成了金子核，所以科学家可以研究他们的内部积木，夸克和泡沫，重组。

这位明星物理学家研究了含有重“魅力”夸克的颗粒，其比较轻的粒子更容易追踪，看看测量如何与来自外都的不同解释的预测匹配。在物理审查信中发布的测量显示，许多三夸克的强度​​，而不是通过被广泛接受的结名化解释称为碎片化的普遍解释。结果表明，相反，通过称为聚结的机制，在RHIC重组中创造的致密颗粒汤中的夸克。

“由两三个或三个夸克制成的哈伦是我们世界上可见物质的构建块 - 包括构成原子核的质子和中子。但我们从未看到他们的内部构建块 - 夸克和镀金 - 作为自由对象，因为夸克总是在复合粒子内“限制”，“Doe劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的物理学家和这个分析的领导者对于明星合作。

RHIC的重离子碰撞创造了一种称为夸克 - 胶质等离子体（QGP）的物质状态，是一种热颗粒汤，模仿早期宇宙的样子，其中夸克是“被欺骗”，或者自由，从复合材料中的普通界限。颗粒称为标长。

“通过跟踪从RAC碰撞中流出的粒子，我们可以探索结发的机制以及强大的核武器如何在普通问题中保持夸克，”耶鲁大学和明星合作共同发言人的教授。

重型风味跟踪器（HFT）的中心部分安装在相对论的重离子撞机的星形探测器。HFT轨道颗粒由“魅力”和“美”夸克，罕见的品种（或“味道”）比较轻的“向上”和“向下”夸克，这些夸克更为巨大，夸克弥补了普通物质的质子和中子。

星形物理学家测量了迷人的HADRONS（使用安装在RHIC的星星探测器4米宽的4米时间投影室的中心的高分辨率重型风格跟踪器（HFT），含有重的“魅力”QUARKS）。

“诸如三夸克迷人的Lambda等粒子上的HFT'放大，这些颗粒从碰撞的中心衰减小于0.1毫米，”星空HFT项目经理星团HFT项目经理。

在HFT中结合“命中”在星形探测器中的衰减产品的测量中，物理学家可以计算出多少三夸克迷人的Lambdas与QGP出现了两种夸克迷人的“D-Zero”（D0）粒子。

“我们使用了监督机器学习技术来抑制了检测迷人的Lambda颗粒的大背景，”肯特州立大学和伯克利实验室的博士后研究员进行了主要分析。

STAR的结果计数在几乎相等的数量中的Charmed Lambdas和D0颗粒。这远远多于迷人的兰德斯，而不是被称为碎片的良好结转化机制预测的。

“碎片准确地描述了高能粒子物理实验的许多实验结果，”董说。该机制涉及能量夸克或胶合“激动”真空和“分裂”形成夸克古老对。他解释说，随着拆分过程的进展，它创造了丰富的夸克和古董池，可以结合形成两夸克的强子。

但是，碎片解释预测，在RHIC测量的动量范围内，应从重离子碰撞中涌出比d0颗粒更少的迷人的λ颗粒。STAR的“迷人的Baryon增强”观察（导致几乎相等的迷人的Lambda和D0颗粒）支持交替机构进行结龙。被称为聚结，这种解释使RAC的QGP粒子粒子的密度带来夸大其地接近足够的接近，以便将它们直接重新结合复合颗粒。

“明星的结果表明，聚结在重型离子碰撞中在魅力夸克脱龙中起着重要作用，至少在该实验中测量的动量范围内，”董说。

了解聚结的机制可以提供新的见解，帮助揭示夸克和胶囊如何局限于强调内部，以建立原子核的结构 - 弥补在我们世界上的一切可见的事情。

参考：“通过J.Adam等人Λ在SNN = 200GEV碰撞中的Au + √Au碰撞中的第一次测量C baryon产生。（星形协作），5月1日2020年5月1日，物理审查字母.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.172301

本工作是由美国Doe Science，美国国家科学基金会，俄罗斯联邦教育部，中国科学学院，中国科学学院，科技部中国和中国教育部，韩国国家研究基金会，捷克科学基金会和教育部，青年和体育捷克共和国，匈牙利国家研究，开发和创新办公室，新的匈牙利人类阁下方案印度政府科学与技术系的能力，波兰国家科学中心，克罗地亚共和国科学，教育和体育部，俄罗斯罗潮和德国德国德国德国德国·德国·韦斯坦，Wisschaft， Forschung和Technologie（BMBF）和Helmholtz协会。