في منتصف القرن العشرين، بدأ العلماء يفهمون أن الجزيئات الأولية - البروتون والنيوترون ليست بسيطة للغاية. لا تتكون فقط من "الطوب" المصغر فقط، ولكن التفاعلات المعقدة المستمرة للجزيئات الأساسية لا تزال تحدث داخلها. وبالتالي، وفقا لنتائج دراسات بنية البروتون في الستينيات، اتضح أنها تتألف من ثلاثة مكونات تسمى لاحقا كوارك.
النموذج الأولي يعني أنه في البروتون - ثلاث كوارت: الجزء العلوي والآخر أقل. يتم استخدام الورق النسبي النسبي من قبل علماء الفيزياء المجازين، فهي تساعد فقط في جعل المصطلحات أسهل وأكثر وضوحا قليلا. هذا النموذج المبسط (يطلق عليه الآن - "ساذج") مع ثلاثة كوارك في البروتون ساعد على شرح العديد من الآثار المرصودة أثناء التجارب. لكن ليس كل.
في وقت لاحق كان من الممكن تحديد أن وجود ثلاث كوارك فقط لم يصف بنية البروتون. إذا أظهرت باختصار سلسلة من التجارب في اصطدام غير مرن للغاية من هذه الجزيئات أن كل شيء أكثر تعقيدا. في البروتون هناك ثلاثة "رئيسي" كوارك (أعلى وآخران)، بالإضافة إلى العديد من الأزواج من الأزواج الآثار، والذي يحدث باستمرار والتقاريق. وهذا هو، في الواقع، نواة إيجابية هي "الحساء" من تفاعل الجزيئات الأساسية بشكل غير مقنع.
ولكن في هذه الحالة، نشأت المشكلة: لماذا في كل لحظة من الوقت ثلاثة كوارك داخل البروتون لا يوجد زوج في شكل antiquark؟ هذا يتناقض مع العديد من الحسابات النظرية ويبدو غير طبيعي للغاية من حيث الفيزياء. في الواقع، فإن السؤال أعلاه هو جوهر عدم التماثل الأساسي للبروتون.
وحتى بدون إذنه، كان لا يزال من الضروري توضيح هيكل نواة إيجابية، والتي شاركت في أواخر التسعينيات من تعاون نوسيا (E866) على أساس مختبر التسارع الوطني ل ENICO FERMI (FERMILAB) في الولايات المتحدة تنص على. واجهت الفيزياء بروتونات فيركلوكيد فيركلوكت إلى طاقات عالية وتتبع آثار هذه الأحداث. ثم كان من الممكن تأكيد عدم التماثل لتوزيع الكواركات في البروتونات لمجموعة ضيقة نسبيا من قبل كوارك البقول من جسيم "الأم". وعلى أساس هذه البيانات، تم إحراز واحد بعيد، والسماح للمعقاة إلى حد ما، لكنه لا يزال غير مؤكد من خلال التنبؤ عمليا: في النطاقات الأخرى، فإن نبض البروتون، عدم التماثل، الذي الذي يرتديه الكواركات، سوف تختفي.
بيان جريء هزت الجماعة العلمية، ولكن بدا بشكل معقول. لذلك كان هناك عدد من النماذج العمل السابقة لرمي وجعل إنشاء جديدة. لحسن الحظ، فإن جوهر الطريقة العلمية للمعرفة هو التحقق المستمر للنتائج. لذلك، مؤخرا في الآونة الأخيرة، تجربة جديدة على القدرات هي نفس نفس fermilab. وتصحيح بجدية الزملاء تلقوا منذ أكثر من 20 عاما.
نتائج هذه التجربة هي المنشور في طبيعة مجلة النظير التي استعرضها النظراء، والتي أعدها فريق دولي كبير من الفيزيائيون. حضره المتخصصون من معاهد البحوث التكنولوجية الأمريكية والتايوانية والإسرائيلية واليابانية، وكذلك أكبر مختبرات مادية للولايات المتحدة واليابان. تم جمع صفيف البيانات الرئيسية في مسرع Fermilab ضمن تجربة E-906 / المقاطة.
عندما تصطدم بروتون مع طاقات مرتفعة بما فيه الكفاية، تتفاعل الكواركات فيها مع بعضها البعض. أو بالأحرى، فإن كوارها يبني بروتون واحد مع مكافحة ساحل آخر أو العكس. ببساطة وضعت، "الحساء" مختلطة. سيكون نتاج هذا الإبادة افتراضيا (أي أنه لا يمكن اكتشافه بشكل مباشر) فوتون أو Z-Boson، والذي سيقتحم على الفور تقريبا في موصلات مشحونة عكس. من خلال اللحاق بهذه الجزيئات مع أجهزة الكشف، يحكم العلماء على خصائص تفاعل الكواركات.
بالنسبة للتجربة، مجموعة من البروتونات مع طاقة 120 جيجاكيلكتونفولت (وليس سجلا، ولكن الكثير)، تهدف إلى هدف الهيدروجين السائل والدووتيريوم (تتألف أساسا من البروتونات). لإصلاح Muons فقط وتصفية أي منتجات تحرز الجسيمات الأخرى، وبين الهدف والكشفين وضع جدار حديدي من خمسة أمتار. كانت النتائج مثيرة للإعجاب: تم الحفاظ على عدم التماثل المذكورة أعلاه إلى حد ما بالنسبة لاحقا كوارك، حيث تنفذ 10٪ المزيد من نبض الجسيمات الفرعية بأكمله.
بالطبع، هذه ليست ثورة عالية في الفيزياء، ولكن تأكيد تجريبي خطير لعدد من النظريات وتطبيق تعديل الآخرين. بطريقة أو بأخرى، قام العلماء بتوسيع فهم هيكل البروتون. وهذا سيجلب فواكه في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا: من علم الكونيات مع علم الفلك والفيزياء إلى الكيمياء والطب وعلوم المواد.
المصدر: العلوم العارية