Eiropas Kodolpētniecības centra (CERN) Lielajā hadronu pretkūļu paātrinātājā (LHC) 2018. gadā eksperimentu sērijā tika triekti kopā svina joni. Kopā aptuveni 13 miljardi sadursmju, un katras rezultātā pa malu malām pašķīda desmitiem tūkstoši elementārdaļiņu. Laikam lieki skaidrot, kāpēc pagāja gandrīz trīs gadi, lai no eksperimentos ievāktajiem datiem nonāktu līdz publicētam pētījumam. Datu apjoms ir gigantisks.
Bliežot kopā svina jonus, LHC tika radīts visai eksotisks elementārdaļiņu maisījums – kvarku-gluonu plazma. Pētnieki uzskata, ka šī supersakarsēto elementārdaļiņu "zupa" varētu atgādināt apstākļus, kādi eksistēja pirmajās mikrosekundēs pēc Lielā sprādziena. Eksistēja, bet daudz īsāku laiku nekā viens acumirklis – jau pēc dažām sekundes miljonajām daļām šī plazma bija atdzisusi pietiekami, lai no elementārdaļiņām izveidotos protoni un neitroni, mums jau daudz labāk pazīstamas daļiņas, kas veido "normālās" matērijas atomu kodolus. Taču šajās dažās mikrosekundēs notika daudz kas interesants un vēl nezināms – daļiņas kvarku-gluonu plazmā sadūrās, salipa kopā, atkal atdalījās, nu jau citā konfigurācijā. Viena no šīm konfigurācijām ir šī stāsta galvenā varone – noslēpumainā X daļiņa, ko līdz šim fiziķi eksperimentāli fiksējuši vien ļoti retos gadījumos un uz ārkārtīgi īsu brīdi. Tik īsu, ka pagūt to izpētīt un uzzināt ko vairāk vienkārši nebija iespējams. Nu zinātniekiem ir cerība, ka tas drīz varētu mainīties.
Pētījumā, kurš publicēts vienā no prestižākajiem zinātniskajiem žurnāliem fizikā – "Physical Review Letters" – izklāstīts, kā izdevies fiksēt liecības par 100 X(3872) daļiņām kvarku-gluonu plazmā. Kā jau vairumā gadījumu daļiņu fizikā, tiešā veidā tās novērot nevar, taču LHC detektori ļauj fiksēt X daļiņu blakusproduktus. Problēma ir jau augstāk minētais datu apjoms – kā no triljoniem daļiņu, kas radās, triecot kopa svina jonus, atrast meklēto? Fons ir milzīgs, tāpēc nācās izstrādāt jaudīgu mašīnmācīšanās algoritmu, kas palīdzēja atrast X daļiņu blakusproduktus visā milzīgajā daļiņu jūklī. Populārzinātniskais izdevums "IFLScience" fiziķu panākumus raksturo kā 100 adatu atrašanu ļoti, ļoti lielā siena kaudzē.
"Tas ir teju vai neticami, ka spējām no tik milzīgas datu kopas "izvilināt" ārā šīs 100 daļiņas," atzīst Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieks, daļiņu fiziķis Jen-Dzje Lī. "Šis ir tikai pats stāsta sākums. Mēs esam pierādījuši, ka spējam fiksēt signālu (kas liecina par X daļiņu klātbūtni). Turpmākajos dažos gados lūkosim turpināt darbu ar kvarku-gluonu plazmu, lai mēģinātu uzzināt ko vairāk par X daļiņu iekšējo struktūru," tālākos plānus ieskicē pētnieks.
Šobrīd par X daļiņām nekas daudz vairāk zināms nav, ir vien hipotēzes. Piemēram, mēs zinām, ka protoni un neitroni sastāv no trim kvarkiem. X daļiņa dažu pētnieku ieskatā varētu būt tetrakvarks, proti, no četriem cieši saistītiem kvarkiem veidota daļiņa. Vēl viena versija – tas sastāv no diviem mezoniem, kurā katrā ir pa diviem kvarkiem. Pašlaik datu ir pārāk maz, lai saprastu, kurš no scenārijiem varētu būt tuvāk patiesībai. Būs jāpagaida daži gadi, jo pirmais solis ir sperts – pētnieku rīcībā nu ir algoritms, kas spēj milzīgā daļiņu jūklī fiksēt X daļiņu klātbūtni.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
