• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur en promenad genom CERNs korridorer bidrog till upptäckten av gluonen för 40 år sedan

    En tre-jet-händelse upptäckt av TASSO-detektorn på DESY. Kredit:Oxford PPU

    För fyrtio år sedan, 1979, experiment vid DESY-laboratoriet i Tyskland gav det första direkta beviset på existensen av gluoner - bärarna av den starka kraft som "limmar" kvarkar till protoner, neutroner och andra partiklar som kollektivt kallas hadroner. Denna upptäckt var en milstolpe i partikelfysikens historia, eftersom det hjälpte till att etablera teorin om den starka kraften, känd som kvantkromodynamik.

    Resultaten följde av en idé som slog teoretikern John Ellis när han gick i CERN:s korridorer 1976. Som Ellis berättar, han gick över bron från CERN-kafeterian tillbaka till sitt kontor, svänger hörnet vid biblioteket, när det gick upp för honom att "den enklaste experimentella situationen att söka direkt efter gluonet skulle vara genom produktion via bremsstrahlung i elektron-positronförintelse." I denna process, en elektron och en positron (elektronens antipartikel) skulle förinta och ibland producera tre "strålar" av partiklar, varav en genereras av ett gluon som utstrålas av ett kvark-antikvarkpar.

    Ellis och teoretiker Mary Gaillard och Graham Ross fortsatte sedan med att skriva en artikel med titeln "Search for Gluons in e+-e– Annihilation" där de beskrev en beräkning av processen och visade hur PETRA-kollideren vid DESY och PEP-kollideren vid SLAC skulle kunna observera det. Ellis besökte sedan DESY, höll ett seminarium om idén och pratade med experimentalister som förberedde sig för att arbeta på PETRA.

    Ett par år senare, och efter fler artiklar av Ellis, Gaillard och andra teoretiker, PETRA höll på att driftsättas och kom in i det energiområde som krävs för att testa denna teori. Strax efter, vid den internationella neutrinokonferensen i Bergen, Norge, den 18 juni 1979, forskare presenterade en kollision med tre jetstrålar som just hade upptäckts av TASSO-experimentet vid PETRA.

    Vid European Physical Society-konferensen på CERN ett par veckor senare, TASSO-samarbetet presenterade flera tre-jet-händelser och resultat av analyser som visade att gluonet hade upptäckts. En månad senare, i augusti 1979, tre andra experiment vid PETRA visade liknande händelser som stödde TASSO:s fynd.

    Ta reda på mer om upptäckten i DESYs bevakning av 40-årsjubileet, på Ellis konto, och i denna 2004 CERN Courier-artikel.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com