Untuk pertama kalinya, eksperimen ALICE di Large Hadron Collider secara langsung mengukur fenomena yang dikenal sebagai "kerucut mati", yang memungkinkan fisikawan mengukur secara langsung massa partikel fundamental, quark yang terpesona.
Banyak partikel yang membentuk alam semesta tampak di sekitar kita sebenarnya adalah partikel penyusun yang dibangun dari partikel fundamental yang kurang kuat yang dikenal sebagai quark. Misalnya, proton dan neutron masing-masing mengandung tiga quark. Ada enam "rasa" quark yang berbeda – naik, turun, naik, turun, aneh, dan terpesona – masing-masing dengan massa, putaran, dan sifat kuantum yang berbeda. Kombinasi yang berbeda dari quark membentuk partikel yang berbeda. Kuark disatukan dalam partikel penyusun ini oleh gaya yang ditransmisikan melalui partikel tak bermassa yang disebut gluon. Secara kolektif, quark dan gluon dikenal sebagai parton.
Large Hadron Collider di CERN dekat Jenewa, Swiss mempercepat proton dengan medan magnet yang kuat melalui terowongan sepanjang 27 km menjadi energi 6,8 TEV, setelah itu mereka saling bertabrakan. Sebagai hasil dari tumbukan, terbentuk aliran partikel lain, yang dengan sendirinya memancarkan atau meluruh menjadi lebih banyak partikel, dan seterusnya menuruni aliran, yang dapat menjelaskan aspek fisika dasar.
Secara khusus, quark dan gluon dibuat dan dilepaskan dalam suatu kaskade yang disebut aliran parton, di mana quark melepaskan gluon, dan gluon sendiri dapat melepaskan gluon lain yang berenergi lebih rendah.
Para ilmuwan yang bekerja pada proyek ALICE (A Large Ion Collider Experiment) menganalisis data tiga tahun dari tabrakan proton-proton untuk menemukan bukti keberadaan kerucut mati. Menurut teori kromodinamika kuantum, atau QCD, kerucut mati adalah daerah di mana parton massa dan energi tertentu tidak dapat memancarkan gluon. "Sangat menantang untuk mengamati kerucut mati secara langsung," kata juru bicara ALICE Luciano Musa dalam sebuah pernyataan pers.
Bagian dari kesulitannya adalah bahwa zona mati dapat diisi dengan partikel subatom lain yang dibuat dalam tumbukan proton-proton, dan melacak pergerakan parton melalui aliran tidak mudah karena arahnya terus berubah.
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan mengembangkan metode yang dapat digunakan untuk memundurkan rekaman aliran parton ke masa lalu, memungkinkan mereka untuk menentukan di mana dan kapan produk sampingan aliran tersebut dilepaskan. Secara khusus, mereka mencari aliran yang melibatkan quark terpesona. Membedah mereka, para ilmuwan menemukan pola radiasi gluon yang dipancarkan selama aliran parton, area di mana radiasi gluon ditekan. Ini adalah kerucut mati.
Temuan ini penting tidak hanya karena mengkonfirmasi ramalan QCD, tetapi juga karena sekarang mungkin untuk secara langsung mengukur massa quark yang terpesona, yang menurut teori dan pengukuran tidak langsung adalah 1,275+/-25 MeV/c^2 . Menurut QCD, kerucut mati berhubungan langsung dengan massa parton, dan partikel tak bermassa tidak dapat membentuk kerucut mati. Penemuan kerucut mati dapat membuka jalan bagi era baru fisika quark.
Anda dapat membantu Ukraina melawan penjajah Rusia. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menyumbangkan dana ke Angkatan Bersenjata Ukraina melalui selamatkan hidup atau melalui halaman resmi NBU.
Baca juga:
- CERN menyetujui proyek untuk membangun Collider sepanjang 100 kilometer dengan biaya $23 miliar
- Large Hadron Collider telah diluncurkan lagi setelah tiga tahun hiatus