Meze de la 20-a jarcento, sciencistoj komencis kompreni, ke elementaj partikloj - protono kaj neŭtrono ne estas tiel simplaj. Ili ne nur konsistas el pli da miniaturaj "brikoj", sed konstantaj kompleksaj interagoj de fundamentaj partikloj ankoraŭ okazas ene de ili. Tiel, laŭ la rezultoj de studoj de la strukturo de protonoj en la 1960-aj jaroj, ĝi rezultis, ke ĝi konsistas el tri komponantoj, kiuj poste nomis Quarks.
La komenca modelo signifis, ke en la protono - tri kvartoj: du supraj kaj unu pli malaltaj. Relativaj altecaj epitetoj estas uzataj de metaforaj fizikistoj, ili nur helpas fari la terminojn pli facilajn kaj iomete pli klarajn. Ĉi tiu simpligita modelo (ĝi estas tiel nomata - "naiva") kun tri quarks en Proton helpis klarigi multajn efikojn observitajn dum eksperimentoj. Sed ne ĉiuj.
Poste eblis establi, ke la ĉeesto de nur tri quarks ne priskribis la strukturon de protonoj. Se nelonge, serio de eksperimentoj en profunde neelastaj kolizioj de ĉi tiuj partikloj montris, ke ĉio estas pli komplika. En la protono estas tri "ĉefaj" quark (du supro kaj unu pli malalta), kaj ankaŭ multaj paroj Quark Antiquarian, kiu konstante okazas kaj neniigi. Tio estas, fakte, pozitiva nukleono estas "supo" de neregule interagantaj fundamentaj partikloj.
Sed en ĉi tiu kazo, la problemo ŝprucis: kial en ĉiu momento de tempo tri quarks ene de la protono ne estas paro en formo de antiquark? Ĉi tio kontraŭdiras multajn teoriajn kalkulojn kaj aspektas ekstreme nenaturaj laŭ fiziko. Efektive, la supra demando estas la esenco de la fundamenta nesimetrio de la protono.
Kaj eĉ sen lia permeso, ankoraŭ necesis klarigi la strukturon de pozitiva nukleono, kiu estis engaĝita en la malfruaj 1990-aj jaroj de la kunlaboro de la NOSEA (E866) surbaze de la Nacia Aceleracia Laboratorio de Enrico Fermi (Fermilab) en Usono. Ŝtatoj. Fiziko alfrontis overclocked-protonojn overclocked al altaj energioj kaj registritaj spuroj de tiaj eventoj. Tiam estis eble konfirmi la nesimetrion de la distribuado de kvarkoj en protonoj por relative mallarĝa gamo de quarks de la pulsos de la "patrina" partiklo. Kaj surbaze de ĉi tiu datumo, malproksima estis farita kaj lasis la iom kredinda, sed ankoraŭ ne konfirmita de preskaŭ prognozo: en aliaj teritorioj, la protona premas, nesimetrio, kiu portita de quarks, malaperos.
Aŭdaca deklaro sufiĉe skuis la sciencan komunumon, sed aspektis sufiĉe prudente. Do kelkaj antaŭe laboritaj modeloj devis ĵeti kaj krei novajn. Feliĉe, la esenco de la scienca metodo de scio estas konstante konfirmo de la rezultoj. Sekve, lastatempe, nova eksperimento pri la kapabloj estas la sama Fermilab. Kaj li serioze korektis la kolegojn ricevitajn antaŭ pli ol 20 jaroj.
La rezultoj de ĉi tiu sperto estas la publikigo en la Peer-reviziita revuo Naturo, kiun granda internacia teamo de fizikistoj preparis. Estis partoprenita de specialistoj de la gvidaj usonaj, tajvanaj, israelaj kaj japanaj teknologiaj institutoj, same kiel la plej grandaj fizikaj laboratorioj de Usono kaj Japanio. La ĉefa datumararo estis kolektita ĉe la fermilab-akcelilo ene de la E-906 / SeaQuest-eksperimento.
Kiam du protonoj kolizias kun sufiĉe altaj energioj, kvarkoj en ili interagas unu kun la alia. Aŭ pli ĝuste, la quark de unu protono neniigas kun kontraŭ marbordo de alia aŭ inverse. Simple metita, "supoj" estas miksitaj. La produkto de tia neniigo estos virtuala (tio estas, ĝi ne povas esti detektita rekte) Photon aŭ Z-Boson, kiu preskaŭ tuj eniros kelkajn kontraŭajn ŝarĝitajn muonojn. Estas kaptante ĉi tiujn partiklojn kun detektiloj, sciencistoj juĝas la karakterizaĵojn de interagantaj quarks.
Por la eksperimento, aro da protonoj kun energio de 120 Gigaelectronvolt (ne rekordo, sed multe), celanta la celon de likva hidrogeno kaj deŭterio (ili konsistas ĉefe pro protonoj). Ripari nur muonojn kaj filtri ĉiujn aliajn partiklajn koliziajn produktojn, inter la celo kaj detektiloj metis kvin-metran feran muron. La rezultoj estis imponaj: la nesimetrio priskribita iom supre estis konservita por quarks, plenumante 10% pli da pulso de la tuta subatoma partiklo.
Kompreneble, ĉi tio ne estas laŭta revolucio en fiziko, sed serioza eksperimenta konfirmo de kelkaj teorioj kaj apliko por la alĝustigo de aliaj. Unu maniero aŭ alia, sciencistoj eĉ pligrandigis la komprenon de la strukturo de protonoj. Kaj ĉi tio pluigos siajn fruktojn en diversaj kampoj de scienco kaj teknologio: de kosmologio kun astronomio kaj fiziko al kemio, medicino kaj materiala scienco.
Fonto: Nuda Scienco