Au milieu du 20ème siècle, les scientifiques ont commencé à comprendre que les particules élémentaires - protons et neutrons ne sont pas si simples. Ils consistent non seulement à des "briques" plus miniatures, mais des interactions complexes constantes de particules fondamentales se produisent toujours dans elles. Ainsi, selon les résultats des études de la structure de proton dans les années 1960, il s'est avéré qu'il consiste en trois composantes, qui appelaient plus tard des quarks.
Le modèle initial signifiait que dans les quarts proton-trois: deux supérieurs et un plus bas. Les épithètes de hauteur relative sont utilisées par des physiciens métaphoriquement, ils ne permettent qu'à faciliter les termes et légèrement plus clairs. Ce modèle simplifié (il est maintenant maintenant appelé - "naïf") avec trois quarks dans Proton a contribué à expliquer de nombreux effets observés lors d'expériences. Mais pas tout.
Plus tard, il était possible d'établir que la présence de trois quarks ne décrivait pas la structure de proton. Si brièvement, une série d'expériences dans des collisions profondément inélastiques de ces particules a montré que tout est plus compliqué. Dans le Proton, il existe trois "principaux" quark (deux haut et un plus bas), ainsi que de nombreux couples Quark Antiquarian, qui se produisent constamment et annihile. En fait, un nuclé positif est une "soupe" d'interagir des particules fondamentales intactes.
Mais dans ce cas, le problème se pose: pourquoi, dans tous les moments de temps, trois quarks à l'intérieur du proton, il n'y a pas de paire sous forme d'antiquark? Cela contredit de nombreux calculs théoriques et a l'air extrêmement non naturel en termes de physique. En fait, la question ci-dessus est l'essence de l'asymétrie fondamentale du proton.
Et même sans sa permission, il était encore nécessaire de clarifier la structure d'un noyau positif, qui a été engagé à la fin des années 90 de la collaboration de la NEEA (E866) sur la base du laboratoire national d'accélération d'Enrico Fermi (Fermilab) au Royaume-Uni. États. Physique auxquels des protons overclockés ont été overclockés sur des énergies élevées et des traces enregistrées de tels événements. Ensuite, il était possible de confirmer l'asymétrie de la distribution de quarks dans des protons pour une plage relativement étroite par des quarks des impulsions de la particule "maternelle". Et sur la base de ces données, une distante a été faite et laissée plutôt crédible, mais n'a toujours pas été confirmée par pratiquement une prévision: dans d'autres gammes, l'impulsion de proton, l'asymétrie, qui portait par des quarks, disparaîtra.
Une déclaration audacieuse jaillit jadis la communauté scientifique, mais semblait assez raisonnablement. Donc, un certain nombre de modèles précédemment travaillés devaient lancer et faire la création de nouvelles. Heureusement, l'essence de la méthode scientifique de la connaissance est une vérification constante des résultats. Par conséquent, très récemment, une nouvelle expérience sur les capacités est la même fermilab. Et il corrigeait sérieusement les collègues reçus il y a plus de 20 ans.
Les résultats de cette expérience sont la publication dans la Nature de la revue examinée par des pairs, qu'une grande équipe internationale de physiciens a préparé. Des spécialistes ont assisté aux spécialistes des principaux instituts de recherche technologiques américains, taïwanais, israéliens et japonais, ainsi que les plus grands laboratoires physiques des États-Unis et du Japon. La matrice de données principale a été collectée à l'accélérateur de Fermilab dans l'expérience E-906 / Seaquest.
Lorsque deux protons se heurtent à des énergies suffisamment élevées, des quarks en eux interagissent les uns avec les autres. Ou plutôt, le quark d'un proton annihilate avec une autre côte d'un autre ou vice versa. Mettez simplement, les "soupes" sont mélangées. Le produit de cette annihilation sera virtuel (c'est-à-dire qu'il ne peut être détecté directement) photon ou z-boson, qui se brisera presque immédiatement dans quelques muons contractées de manière opposée. C'est en attrapant ces particules avec des détecteurs, les scientifiques jugent les caractéristiques des quarks interagissant.
Pour l'expérience, un groupe de protons avec une énergie de 120 gigaélectronvolts (pas un enregistrement, mais beaucoup), destiné à la cible de l'hydrogène liquide et du deutérium (elles consistent principalement à partir de protons). Pour fixer uniquement des muons et filtrer tout autre produit de collision particule, entre la cible et les détecteurs placés une paroi de fer à cinq mètres. Les résultats étaient impressionnants: l'asymétrie décrite quelque peu ci-dessus a été préservée pour des quarks, réalisant 10% de plus d'impulsions de toute la particule subatomique.
Bien sûr, ce n'est pas une révolution forte de la physique, mais une confirmation expérimentale sérieuse d'un certain nombre de théories et d'une demande d'ajustement des autres. D'une manière ou d'une autre, les scientifiques ont encore développé la compréhension de la structure de proton. Et cela apportera en outre ses fruits dans divers domaines de la science et de la technologie: de la cosmologie avec astronomie et physique à la chimie, aux médicaments et aux sciences des matériaux.
Source: science nue