Στα μέσα του 20ου αιώνα, οι επιστήμονες άρχισαν να κατανοούν ότι τα στοιχειώδη σωματίδια - το πρωτόνιο και το νετρόνιο δεν είναι τόσο απλές. Δεν αποτελούνται μόνο από περισσότερα μινιατούρα "τούβλα", αλλά συνεχίζονται συνεχόμενες πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις θεμελιωδών σωματιδίων. Έτσι, σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μελετών της δομής του πρωτονίου στη δεκαετία του 1960, αποδείχθηκε ότι αποτελείται από τρία συστατικά, τα οποία αργότερα αποκαλούνταν κουάρκ.
Το αρχικό μοντέλο σήμαινε ότι στο πρωτόνιο - τρία quarts: δύο άνω και ένα χαμηλότερα. Σχετικά Ύψος επιθέματα χρησιμοποιούνται από μεταφορικά φυσικούς, βοηθούν μόνο να διευκολύνουν τους όρους και ελαφρώς σαφέστερες. Αυτό το απλοποιημένο μοντέλο (που ονομάζεται τώρα - "naive") με τρία κουάρκ στο πρωτόνιο βοήθησε να εξηγήσει πολλές επιδράσεις που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια πειραμάτων. Αλλά όχι όλα.
Αργότερα, ήταν δυνατό να διαπιστωθεί ότι η παρουσία μόνο τριών κουάρκ δεν περιγράψει τη δομή του πρωτονίου. Εάν εν συντομία, μια σειρά πειραμάτων σε βαθιά ανελαστικές συγκρούσεις αυτών των σωματιδίων έδειξε ότι όλα είναι πιο περίπλοκα. Στο πρωτόνιο υπάρχουν τρία "κύρια" κουάρκ (δύο κορυφαία και ένα χαμηλότερα), καθώς και πολλά ζευγάρια κουάρκ αντίτυπος, οι οποίες συνεχίζονται και εμφανίζονται συνεχώς. Δηλαδή, στην πραγματικότητα, ένας θετικός νουκλεόνοι είναι "σούπα" από ακουστικά αλληλεπιδρώντας τα θεμελιώδη σωματίδια.
Αλλά σε αυτή την περίπτωση, το πρόβλημα προέκυψε: Γιατί σε κάθε στιγμή του χρόνου τρία κουάρκ μέσα στο πρωτόνιο δεν υπάρχει ζευγάρι με τη μορφή antiquark; Αυτό έρχεται σε αντίθεση με πολλούς θεωρητικούς υπολογισμούς και φαίνεται εξαιρετικά αφύσικο από την άποψη της φυσικής. Στην πραγματικότητα, η παραπάνω ερώτηση είναι η ουσία της θεμελιώδους ασυμμετρίας του πρωτονίου.
Και ακόμη και χωρίς την άδειά του, ήταν ακόμα απαραίτητο να αποσαφηνιστεί η δομή ενός θετικού πυρήνα, η οποία ασχολείται με τα τέλη της δεκαετίας του 1990 της συνεργασίας της Nosea (E866) με βάση το Εθνικό Εργαστήριο Επιτάχυνσης του Enrico Fermi (Fermilab) στην United Κράτη. Η φυσική αντιμετώπισε overclocked πρωτόνια overclocked σε υψηλές ενέργειες και καταγεγραμμένα ίχνη τέτοιων συμβάντων. Στη συνέχεια, ήταν δυνατό να επιβεβαιωθεί η ασυμμετρία της κατανομής των κουάρκ στα πρωτόνια για ένα σχετικά στενό εύρος από τα κουάρκ των παλμών του σωματιδίου "μητρικού". Και με βάση αυτά τα δεδομένα, ένα μακρινό έγινε και άφησε το μάλλον πιστευτό, αλλά ακόμα δεν επιβεβαιώθηκε από πρακτικά πρόβλεψη: σε άλλες περιοχές, ο παλμός πρωτονίων, ασυμμετρία, που φορεθεί από τα κουάρκ, θα εξαφανιστούν.
Μια τολμηρή δήλωση αρκετά κούνησε την επιστημονική κοινότητα, αλλά φαινόταν αρκετά λογικά. Έτσι, ένας αριθμός προηγουμένως επεξεργασμένων μοντέλων έπρεπε να ρίξει και να κάνει τη δημιουργία νέων. Ευτυχώς, η ουσία της επιστημονικής μεθόδου γνώσης βρίσκεται σε συνεχή επαλήθευση των αποτελεσμάτων. Ως εκ τούτου, αρκετά πρόσφατα, ένα νέο πείραμα για τις ικανότητες είναι το ίδιο fermilab. Και διόρισε σοβαρά τους συναδέλφους που έλαβαν πριν από περισσότερα από 20 χρόνια.
Τα αποτελέσματα αυτής της εμπειρίας είναι η δημοσίευση στο περιοδικό Peer-Review Journal, το οποίο έχει προετοιμάσει μια μεγάλη διεθνή ομάδα φυσικών. Παρακολούθησε ειδικούς από τα κορυφαία αμερικανικά, ταϊβανέζικα, ισραηλινά και ιαπωνικά ιδρύματα τεχνολογικής έρευνας, καθώς και τα μεγαλύτερα φυσικά εργαστήρια των Ηνωμένων Πολιτειών και της Ιαπωνίας. Η κύρια συστοιχία δεδομένων συλλέχθηκε στον επιταχυντή Fermilab εντός του πειράματος E-906 / Sainquest.
Όταν δύο πρωτόνια συγκρούονται με επαρκώς υψηλές ενέργειες, τα κουάρκ τους αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ή μάλλον, το κουάρκ ενός πρωτονίου εξόντει με μια αντια-ακτή ενός άλλου ή αντίστροφα. Με απλά λόγια, οι "σούπες" αναμιγνύονται. Το προϊόν μιας τέτοιας εξολόθρευσης θα είναι εικονικό (δηλαδή, δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα) Photon ή Z-Boson, ο οποίος σχεδόν αμέσως θα σπάσει σε μερικά αντίθετα φορτισμένα μιόνια. Είναι με την αλίευση αυτών των σωματιδίων με ανιχνευτές, οι επιστήμονες κρίνουν τα χαρακτηριστικά των αλληλεπιδρώντων κουάρκ.
Για το πείραμα, μια δέσμη πρωτονίων με ενέργεια 120 gigaelectronvolt (όχι μια εγγραφή, αλλά πολλά), με στόχο τον στόχο του υγρού υδρογόνου και του δευτερίου (συνίστανται κυρίως από πρωτόνια). Για να διορθώσετε μόνο τα μάζα και το φίλτρο οποιωνδήποτε άλλων προϊόντων συγκρούσεων σωματιδίων, μεταξύ του στόχου και των ανιχνευτών τοποθετούνται ένα τοίχωμα σιδήρου πέντε μέτρων. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: η ασυμμετρία που περιγράφηκε κάπως ανωτέρω διατηρήθηκε για κουάρκ, πραγματοποιώντας 10% περισσότερους παλμούς ολόκληρου του υποατομικού σωματιδίου.
Φυσικά, αυτό δεν είναι μια δυνατή επανάσταση στη φυσική, αλλά η σοβαρή πειραματική επιβεβαίωση μιας σειράς θεωριών και μια αίτηση για την προσαρμογή των άλλων. Ένας τρόπος ή ένας άλλος, οι επιστήμονες επεκτάθηκαν ακόμη περισσότερο την κατανόηση της δομής του πρωτονίου. Και αυτό θα φέρει περαιτέρω τους καρπούς της σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας: από την κοσμολογία με την αστρονομία και τη φυσική έως τη χημεία, την ιατρική και την επιστήμη των υλικών.
Πηγή: Γυμνή επιστήμη