20. sajandi keskel hakkasid teadlased mõistma, et elementaarsed osakesed - prooton ja neutron ei ole nii lihtsad. Nad mitte ainult koosnevad rohkem miniatuurne "tellistest", kuid pidev keeruline koostoime põhiliste osakeste ikka esinevad nende sees. Seega selgus 1960. aastatel prootoni struktuuri uuringute tulemuste kohaselt selgus, et see koosneb kolmest komponendist, mis hiljem kutsuti Quarks.
Esialgne mudel tähendas seda prootonis - kolm kvartalit: kaks ülemist ja üks madalam. Suhtelise kõrguse epiteetid kasutavad metafoorselt füüsikud, aitavad nad vaid lihtsustada ja veidi selgemaks muuta. See lihtsustatud mudel (see on nii nüüd kutsutud - "naiivne") kolme kvartaliga prootonis aitas selgitada paljude katsetuste käigus täheldatud mõjusid. Aga mitte kõik.
Hiljem oli võimalik kindlaks teha, et ainult kolme kvarkide olemasolu ei kirjeldata prootonistruktuuri. Kui lühidalt eksperimendid seeria sügavalt inlastne kokkupõrgetes need osakesed näitasid, et kõik on keerulisem. Protonis on kolm "peamist" Quark (kaks korda ja üks madalam), samuti paljud paarid Quarki antiikvara, mis pidevalt esinevad ja anniil. See tähendab, et tegelikult on positiivne tuuma "supp" aluspõhimõtteliste osakeste suhtes.
Kuid sel juhul tekkis probleem: miks iga hetk aega kolm kvartalist sees prootonis ei ole paari Antiquak? See on vastuolus paljude teoreetiliste arvutustega ja tundub füüsika seisukohalt äärmiselt ebaloomulik. Tegelikult on ülaltoodud küsimus protooni põhilise asümmeetria olemus.
Ja isegi ilma tema loata oli veel vaja selgitada positiivse tuuma struktuuri, mis tegeleb 1990. aastate lõpus NOSEA koostöö (E866) Enrico Fermi (Fermilabi) riikliku kiirenduslabori alusel Ameerika Ühendriikides Riigid. Füüsika silmitsi overclocked prootonid overclocked kõrge energia ja salvestatud jälgi selliste sündmuste. Siis oli võimalik kinnitada asümmeetriat jagamise kohta kvartalite levitamise kohta prootonias suhteliselt kitsas vahemikus "emade" osakeste impulsside kvartaliga. Ja selle andmete põhjal tehti kauge teine ja lase üsna usutav, kuid siiski ei kinnitanud praktiliselt prognoosi: teistes vahemikus, kaob prootonimpulss, kes kulunud kvarkide poolt kulunud.
Bold avaldus päris raputas teadusringkonda, kuid vaatasin üsna mõistlikult. Seega pidi mitmed varem töötanud mudeleid visata ja tegema uute loomise. Õnneks on teadusliku teadmiste meetodi olemus pidevas kontrollides tulemusi. Seetõttu on hiljuti hiljuti uus katse suutlikkuse katse kõik sama fermilabi. Ja ta parandas tõsiselt kolleegid rohkem kui 20 aastat tagasi.
Selle kogemuse tulemused on avaldamine vastastikuse läbivaatamise ajakirja looduses, mida suur rahvusvaheline füüsikute meeskond on valmistanud. Selle osales juhtiva Ameerika, Taiwani, Iisraeli ja Jaapani tehnoloogiliste uurimisinstituutide spetsialistid ning Ameerika Ühendriikide ja Jaapani suurimad füüsilised laborid. Peamised andmeside massiivi koguti Fermilabi kiirendi jooksul E-906 / Seaquest eksperimendis.
Kui kaks prootonit põrkuvad piisavalt kõrge energiaga, suhtlevad üksteisega kvartalid. Või pigem ühe prooton hävitab ühe prootoni anti-rannikuga teise või vastupidi. Lihtsamalt öeldes segatakse "supid". Sellise hävitamise produkt on virtuaalne (see tähendab, et seda ei saa otseselt tuvastada) Photon või Z-Boson, mis peaaegu paari vastassuunas laaditud muonid. Nende osakeste püüdmine detektoritega hindavad teadlased Quarkide suhtlemise omadusi.
Eksperimendi jaoks on kamp prootonite energia 120 gigaelectronvolt (mitte rekord, kuid palju), mille eesmärk on vedela vesiniku ja deuteeriumi sihtmärk (need koosnevad peamiselt prootonias). Parandada ainult muonid ja filtreerida kõik muud osakeste kokkupõrked tooted sihtmärgi ja detektorite vahel viie meetri kaugusel. Tulemused olid muljetavaldavad: kirjeldatud asümmeetria, mida on kirjeldatud mõnevõrra ülalpool, säilitati Quarkide jaoks, kes teostasid kogu subatoomilise osakese 10% rohkem impulsi.
Loomulikult ei ole see füüsikas valju revolutsioon, vaid tõsine eksperimentaalne kinnitus mitmete teooriate ja teiste kohandamise taotluse. Üks või teisel viisil laiendasid teadlased veelgi protoni struktuuri mõistmist. Ja see toob veelgi oma puuviljad erinevates teadus- ja tehnoloogiavaldkondades: kosmoloogiast astronoomia ja füüsika keemia, meditsiini ja materjalide teadusega.
Allikas: alasti teadus