تنها یک میلیونم ثانیه پس از انفجار بزرگ در لحظه اولیه شکلگیری عالم، همه چیز در جهان فیزیکی شناخته شده در حال حرکت بود. کیهان مملو از پلاسمای ذرات بنیادی مانند کوارکها و گلوئونها بود؛ این ذرات فقط برای دوره نسبتا کوتاهی پیش از سرد شدن و تبدیل شدن به ذرات پایدارتر وجود داشتند. با کاهش دما، این ذرات واپاشی کرده و پروتونها و نوترونهایی بوجود آمدند که امروزه آنها را ذرات سازنده ماده معمولی میدانیم. در این واپاشی، بخش کوچکی از این گلوئونها و کوارکها بهطور تصادفی باهم برخورد کردهاند و ذرات «ایکس» را تشکیل دادهاند که دوام زیادی ندارند.
با وجود نادر بودن این ذرات مرموز و ناشناخته، محققان دانشگاه «MIT» اخیرا در همکاری با «سرن» موفق شدهاند ردپایی از این ذرات بیابند. آنها در بررسی پلاسمای کوارک-گلوئون تولید شده توسط برخورد دهندههای بزرگ هادرونی (LHC) شواهدی از حضور ذره ایکس پیدا کردهاند.
«ین-جی لی»، نویسنده اصلی این مطالعه میگوید: «این تازه شروع داستان است. مهمتر از همه، این میتواند اولین فرصتی باشد که دانشمندان برای بررسی دقیق ذرات ایکس باهم همکاری میکنند و تصویری بهتر از انفجار بزرگ برایمان ترسیم میکنند.»
ذرات ایکس پس از انفجار بزرگ
ذرات ایکس بسیار نادر هستند. اما فیزیکدانان گمان میکنند که آنها در درون شتابدهندههای ذرات از طریق فرآیندی به نام ادغام کوارک ظاهر میشوند. هنگامی که برخوردهای پرانرژی درون شتابدهنده منجر به ایجاد جرقههایی از پلاسما میشود، ممکن است بتوان شرایط آشفته لحظات اولیه عالم را شبیهسازی کرد. اکنون فیزیکدانان MIT در آزمایشگاه علوم هستهای کشف کردهاند که ذرات ایکس میتوانند در LHC تولید شوند.
این کشف از طریق تکنیکهای یادگیری ماشینی انجام شد که فیزیکدانان را قادر ساخت تا بیش از 13 میلیارد برخورد یون سنگین را تجزیه و تحلیل کنند. این برخوردها دهها هزار ذره باردار را ایجاد کرده بودند. با بررسی این ترکیب فوق متراکم و پرانرژی، محققان تقریبا 100 ذره ایکس را شناسایی کردند. این اولین باری است که دانشمندان با موفقیت ذرات ایکس را در یک پلاسمای کوارک-گلوئون شناسایی میکنند.
لی در پایان گفت: «امیدواریم در چند سال آینده بتوانیم با بررسی دقیقتر این پلاسما، ساختار درونی ذره ایکس را شناسایی کنیم. بدین ترتیب دید ما درباره کیهان بسیار تغییر خواهد کرد.»
