Het team van natuurkundigen dat werkt aan de LHCb-samenwerking bij CERN heeft ontdekt dat de kans groter is dat bottom-quarks in baryonen voorkomen dan in mesonen, naarmate de dichtheid van de omgeving waarin ze voorkomen toeneemt. In hun artikel gepubliceerd in Physical Review Letters de groep beschrijft het bestuderen van de productie van b-quarks bij botsingen tussen protonen.

Quarks zijn subatomaire deeltjes die een fractionele lading dragen en waarvan wordt aangenomen dat ze de bouwstenen zijn voor hadronen. Eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat ze niet alleen kunnen bestaan; de theorie suggereert dat ze in plaats daarvan naast elkaar bestaan ​​als paren in mesonen of als drielingen in baryonen. In deze nieuwe studie ontdekte het team in Zwitserland dat de kans groter is dat bottom-quarks voorkomen in baryonen dan mesonen naarmate de deeltjesdichtheid toeneemt.

Bottom-quarks zijn zware quarks met een lading van –1/3e. Ze gaan ook relatief langzaam over naar quarks met een lagere massa en zijn de op één na meest massieve quark die is opgenomen in het standaardmodel dat ten grondslag ligt aan de deeltjesfysica. Misschien nog wel belangrijker is dat men denkt dat ze een vervalproduct zijn van het Higgsdeeltje.

In hun werk bij de Large Hadron Collider bestudeerden de onderzoekers gegevens van jarenlang samenslaan van protonen, waaronder de kenmerken van deeltjes die vrijkwamen. Meer specifiek keken ze naar de productiesnelheden van B ⁰ mesonen en A ⁰ _b baryonen met een enkele bodem-quark en het meten van de veranderingen die in hun productiesnelheid optraden na botsingen.

Ze ontdekten dat de A ⁰ _b baryonen namen toe vergeleken met de B ⁰ mesonen gedurende twee gebeurtenissen:ladingsdeeltjes nemen toe of het transversale momentum neemt af. De trends die ze vonden suggereerden dat de mate van dichtheid van invloed was op de waarschijnlijkheid van het bestaan ​​van nabijgelegen bottom-quarks.

Meer specifiek:hoe dichter de dichtheid was, des te waarschijnlijker was het dat onderste quarks tot de baryonen zouden behoren in plaats van tot de mesonen, wat een verder bewijs vormt van coalescentie, waarbij quarks samenkomen wanneer ze op een bepaalde manier tegen elkaar worden geslagen. De bevinding, zo merken zij op, druist in tegen theorieën die suggereren dat quark-consolidatie onafhankelijk is van de omgeving.

Meer informatie: R. Aaij et al, Verbeterde productie van Λb0-baryonen bij botsingen met hoge multipliciteit bij s=13 TeV, Fysieke beoordelingsbrieven (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.081901

Journaalinformatie: Fysieke beoordelingsbrieven

© 2024 Science X Netwerk