Research press release

観測されたクォークスープのストレンジネス

Nature Physics

Quark soup’s strangeness observed

CERNの大型ハドロン衝突型加速器で陽子どうしの衝突によってストレンジクォークを含む粒子が生成され、予想外に多く観測されたことが、今週のオンライン版で報告されている。

ビッグバンの直後には、陽子や中性子のような素粒子はまだ形成されていないが、その構成要素であるクォークやグルーオンは、熱い始原的なスープの中を自由に動き回っていた。クォークグルーオンプラズマと呼ばれるこの混合物は、衝突型粒子加速器の内部で重原子核を衝突させることで再現できる。クォークにはいくつかの種類がある。例えば、アップクォークとダウンクォークは通常の物質を形成しているが、高エネルギー物理実験では、ストレンジクォークが大量に生成されることがある。クォークグルーオンプラズマが形成される原子核衝突では、ストレンジ粒子生成の増大が予測され、既に観測されている。

今回ALICE Collaborationは、クォークグルーオンプラズマが形成されるとは予測されていなかった、原子核よりはるかに軽い陽子の衝突において、こうした効果を初めて観測したことを報告している。さらに、ストレンジ粒子生成量の増大に関連する、他の予想外の特徴も見いだされた。今回の観測結果によって、ストレンジクォーク生成の背後にある機構に関する手掛かりが得られ、始原的なクォークスープからどのようにしてストレンジ粒子が初めて現れたかについての理解が深まるだろう。

Observation of an unexpectedly large number of particles containing strange quarks, created by colliding protons together at the CERN Large Hadron Collider, is reported in a paper published online in Nature Physics this week.

Shortly after the Big Bang, elementary particles like protons and neutrons had yet to form, but their building blocks, quarks and gluons, roamed freely in a hot, primordial soup. This mixture, known as a quark-gluon plasma, can be recreated by colliding heavy nuclei inside particle colliders. Quarks come in several varieties: up and down quarks form ordinary matter, while strange quarks can be produced in large amounts in high-energy physics experiments. An enhanced production of strange particles is expected, and has already been observed, in nuclear collisions leading to the formation of quark-gluon plasma.

Here the ALICE Collaboration reports the first observation of this effect in the collision of the much lighter protons, where the formation of a quark-gluon plasma was not expected. Moreover, they also find other unexpected features related to the increased abundance of strange particle production. This observation will provide clues about the mechanisms behind the creation of strange quarks and improve our understanding of how strange particles first emerged from the primordial quark soup.

doi: 10.1038/nphys4111

「注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したプレスリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週各ジャーナルからの最新の「注目のハイライト」をまとめて皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度