| 스트레인지 참 중간자 연구에서 중요한 성과 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 고에너지 핵물리학 연구팀은 미국 로렌스 버클리 국립연구소(LBNL), 화중사범대학교 등 기관과 공동으로 RHIC-STAR 질량중심 에너지가 200GeV인 중이온 충돌 실험에서 스트레인지 참 중간자(Strange charm meson) Ds와 중성 참 중간자(Neutral charm meson) D0의 항복비가 양성자 충돌에 비해 뚜렷하게 증가됨을 발견했다. 연구 결과, 빅뱅 초기에 형성된 극단적 고온 및 고밀도의 열핵물질인 쿼크-글루온 플라즈마에서 쿼크와 글루온의 자유도가 분명히 존재하며 참 쿼크와 스트레인지의 캐스케이트는 스트레인지 참 중간자 Ds 강입자화의 주요 방법이다. 관련 연구 성과는 국제학술지 "Physics Review Letters"에 게재되었다. 빅뱅 및 그 진화는 인류가 자연을 탐구하는 가장 기본적인 과학 문제이다. 이론적 예측에 의하면 빅뱅 초기 몇µs 내에 제한된 공간에 엄청난 에너지가 축적되며 온도는 수만억 도에 달한다. 이러한 극고온, 고밀도 조건에서 강한 상호작용에 의해 강입자에 갇힌 쿼크와 글루온은 더 큰 자유도를 얻게 되어 강입자 물질을 쿼크-글루온 플라즈마로 전환시킨다. RHIC는 중이온을 극고에너지로 가속하여 맞부딪치게 함으로써 실험실에서 빅뱅을 시뮬레이션할 수 있다. 참 쿼크는 매우 무겁기 때문에 초기의 경질 산란 과정을 통해서만 생성될 수 있고 열핵 매질에서 극고온은 추가로 양과 음의 스트레인지 참 쿼크 쌍을 생성할 수 있으며 이는 참 쿼크의 "풍도" 증가로 나타난다. Ds는 하나의 참 쿼크와 하나의 안티(Anti) 스트레인지 쿼트로 구성되고 D0은 참 쿼크와 안티 업쿼크(Aiti up quark)로 구성된다. Ds와 D0의 항복비가 양성자 충돌보다 뚜렷하게 증가되어 해당 물리적 이미지를 검증하고, 아울러 참 중간자가 쿼크 융합을 통해 형성된 강입자화 메커니즘을 검증하였다. 이는 중이온 충돌에서 생성된 뜨겁고 밀집된 핵물질이 파톤 자유도를 갖는다는 중요한 실험적 증거이다. 연구팀은 MRPC에 기반한 비행시간 탐지기 개발을 주도하여 STAR 실험에서 하전입자를 식별 능력을 크게 확장했다. 또한, MAPS 고해상도 실리콘 픽셀 기술에 기반한 해비 플레이버(Heavy flavor) 트랙 탐지기 개발에 참여하여 해비 플레이버 강입자의 붕괴 정점을 정확하게 측정함으로써 해당 실험에서 중요한 역할을 했다. 해당 연구 성과는 참 쿼크의 집단운동 특성과 강입자화 과정을 이해하기 위한 중요한 실험적 근거를 제공했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-09/01/content_520173.htm?div=-1 |
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