Спустя мгновения после Большого взрыва ранняя Вселенная не состояла из того материала, который мы видим сегодня. Вместо этого в течение нескольких миллионных долей секунды она была заполнена плазмой, перегретой до триллионов градусов, состоящей из элементарных частиц, называемых кварками и глюонами.
Эта масса называлась кварк-глюонной плазмой. Такую же среду повторили в ЦЕРН, образовав её в Большом адронном коллайдере (БАК) с помощью столкновения ионов свинца. Там, среди триллионов частиц, образующихся в результате этих столкновений, физикам удалось выделить 100 экзотических молекул, известных как X-частицы.
В ближайшие несколько лет мы хотим использовать кварк-глюонную плазму для исследования внутренней структуры X-частицы, что может изменить наше представление о том, какой материал должна производить Вселенная, — Йен-Джи Ли, физик из Массачусетского технологического института и член международного коллаборативного центра CMS, расположенного в ЦЕРНе в Швейцарии.
Хотя X-частицы очень недолговечны, при их распаде образуется целый поток частиц меньшей массы. Чтобы упростить процесс анализа данных, команда разработала алгоритм для распознавания паттернов, характерных для распада X-частиц. Затем они загрузили данные БАК за 2018 год в свою программу.
Алгоритм определил сигнал с определенной массой, который указывал на присутствие в данных около 100 X-частиц. Почти немыслимо, что мы можем выделить эти 100 частиц из такого огромного набора данных, — сказал Ли.
Теперь, когда учёные знают, как найти уникальную «подпись» X-частицы, ее будет гораздо легче обнаружить в будущих наборах данных. В свою очередь, чем больше у науки будет данных, тем легче будет их осмыслить. Это позволит нам получить более точное представление о видах частиц, которые в изобилии производились в ранней Вселенной.
