科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法,通過(guò)分析大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)2018年獲得的130多億次重離子碰撞產(chǎn)生的數(shù)據(jù),首次發(fā)現(xiàn)了神秘的“X”粒子。這一最新發(fā)現(xiàn)有助科學(xué)家分析其結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步揭示宇宙的奧秘。
宇宙大爆炸后的百萬(wàn)分之一秒內(nèi),宇宙處于一種由夸克和膠子組成的溫度高達(dá)萬(wàn)億度的等離子體狀態(tài),隨后,這種等離子體開(kāi)始冷卻,夸克和膠子也組合形成組成普通物質(zhì)的中子和質(zhì)子。
在冷卻前的混沌中,一小部分夸克和膠子會(huì)隨機(jī)碰撞,形成短命的X粒子——因其結(jié)構(gòu)未知而如此命名?,F(xiàn)在,X粒子非常罕見(jiàn),不過(guò),物理學(xué)家根據(jù)理論推測(cè),X粒子可以在大型粒子加速器內(nèi)制造出來(lái)——在加速器內(nèi),高能碰撞可以產(chǎn)生類(lèi)似的夸克—膠子等離子體閃光。此次,科學(xué)家們首次在LHC內(nèi)產(chǎn)生的夸克—膠子等離子體中發(fā)現(xiàn)了X粒子存在的證據(jù)。
在本研究中,論文主要作者、MIT副教授李彥杰(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組篩選了130多億次鉛離子碰撞的數(shù)據(jù),每次碰撞都產(chǎn)生了數(shù)萬(wàn)個(gè)帶電粒子,在這種超稠密的高能粒子湯中,研究人員發(fā)現(xiàn)了大約100個(gè)X粒子——以該粒子的預(yù)估質(zhì)量被命名為X(3872)。
為了篩選出這些X粒子,研究小組使用了一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,他們訓(xùn)練該算法挑選X粒子特有的衰變模式。各種粒子在夸克—膠子等離子體中形成后,會(huì)立即分解成“子”粒子,然后散開(kāi)。X粒子的衰減模式與其他所有粒子都不相同。
李彥杰說(shuō):“這只是故事的開(kāi)始,未來(lái)一兩年內(nèi),我們計(jì)劃收集更多數(shù)據(jù),利用夸克—膠子等離子體探測(cè)X粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),這可能會(huì)改變我們對(duì)宇宙的看法,揭示宇宙中的更多秘密?!?/p>
這項(xiàng)研究的合作者是緊湊繆子線(xiàn)圈(CMS)國(guó)際合作組織的成員,CMS是LHC上的粒子探測(cè)器之一。
【編輯:程子倬】
(作者:程子倬)