A jelenlegi közmegegyezés szerint a keletkezése, vagyis az ősrobbanás utáni pillanatokban az univerzumot kvark-gluon plazma (Quark-Gluon Plasma, QGP) alkotta. Az alig néhány milliomod másodpercig létező rendkívül forró anyag hőmérsékletének csökkenése nyomán jöttek létre a protonok és a neutronok, amelyekből aztán az idők során felépült a ma ismert világegyetem. A lehűlés előtt a kvarkok és gluonok egy része véletlenszerűen ütközött össze, és rövid életű, ma még ismeretlen szerkezetű X-részecskéket alkottak.

A svájci CERN Nagy Hadronütköztetőjében (LHC) működő 2018-ban már sikerült létrehozni az ősleves (primordial soup) néven is emlegetett állapotot. A Massachusets Institute of Technology (MIT) kutatói most azzal álltak elő, hogy a 2003-ban megépített Kompakt Müon Szolenoid (Compact Muon Solenoid, CMS) adatait elemezve sikerült azonosítaniuk a rejtélyes részecskéket.

A Physical Review Letters folyóiratban január 21-én publikált eredményeik szerint a kutatócsoport gépi tanulási módszereket használt, hogy átvizsgáljon több mint 13 milliárd nehézion-ütközést, amelyek mindegyike több tízezer töltött részecskét eredményezett. Az ultrasűrű, nagy energiájú kvark-gluon részecskelevesből így körülbelül 100 X-részecskét tudtak kiszűrni, köztük egy X (3872) nevű típust, amely a becsült tömegéről kapta a nevét.

Bár az X-részecskék nagyon rövid életűek, a kutatócsoportnak sikerült kifejlesztenie egy algoritmust, amely felismeri az X-részecskék bomlására jellemző mintázatokat – olvasható az MIT közleményében. Az azonosítással azonban még nem sikerült feltárni a rejtélyes részecske szerkezetét.

Miközben az már ismert, hogy a protonok és neutronok mindegyike három kvarkból áll, a fizikusok úgy vélik, hogy az X-részecskék négyből állhatnak. Ezek szerint az X (3872) vagy egy kompakt tetrakvark, vagy egy olyan újfajta részecske, amelyet két mezon alkot, vagyis két olyan szubatomi részecske,a mely maga is két kvarkból áll össze.

„Jelenleg az adataink mindkettővel összhangban vannak, mert még nincs elég statisztikánk. A következő néhány évben sokkal több adatot fogunk gyűjteni, hogy szét tudjuk választani ezt a két forgatókönyvet. Ez kiszélesíti majd a képünket arról, hogy milyen részecskék keletkeztek bőségesen a korai Univerzumban” – idézte a közlemény Yen-Jie Lee-t, az MIT fizika-professzorát.

Korábbi kapcsolódó cikkeink:

Magyar és svéd tudósok szenzációs felfedezése: itt az új részecske, az Odderon

Qubit.hu tudomány 2021. március 8.

Az Odderon létezését 1973-ban vetették fel először, a részecske felfedezésére, mérési adatokból történő biztonságos kimutatására azonban 2021-ig kellett várni. Innovatív magyar módszer vezetett a bizonyítás sikeréhez.

Magyar kutatók is jelentősen hozzájárultak a CERN áttörést jelentő, új fejlesztéséhez

Qubit.hu tudomány 2020. szeptember 9.

Az ALICE óriásdetektor a Nagy Hadronütköztető nehézion-fizikai kutatásait segíti. A célja nem kevesebb, mint hogy a világegyetem születése utáni pillanatokban keletkezett anyag, a kvark-gluon plazma halmazállapot tulajdonságait kutassa.

Áttörés a részecskekutatásban: két müonra is tud bomlani a Higgs-bozon

Vajna Tamás tudomány 2020. augusztus 4.

A CERN Nagy Hadronütköztetőjében zajló kísérletek új eredménye elsőként mutatja meg, hogy a Higgs-bozon nemcsak az olyan első generációs elemi részecskékkel tud kölcsönhatásba lépni, mint a proton vagy az elektron, de az elemi részecskék második generációjának tagjai is tőle nyerik a tömegüket.