באמצע המאה ה -20, המדענים החלו להבין כי חלקיקים בסיסיים - פרוטון ונויטרונים אינם כל כך פשוטים. הם לא רק מורכבים יותר "לבנים" מיניאטורי, אבל אינטראקציות מורכבות מתמדת של חלקיקים בסיסיים עדיין להתרחש בתוכם. לכן, על פי תוצאות מחקרים של מבנה הפרוטון בשנות ה -60, התברר כי הוא מורכב משלושה מרכיבים, אשר מאוחר יותר שנקרא קווארקים.
המודל הראשוני התכוון כי בפרוטון - שלושה ליטר: שני העליון ואחד נמוך יותר. כינויים יחסית גובה משמשים על ידי פיסיקאים מבחינה מטאפורית, הם רק לעזור להפוך את התנאים הרבה יותר קל יותר. זה מודל פשוט (הוא כל כך עכשיו נקרא - "נאיבי") עם שלושה קווארקים בפרוטון סייעו להסביר אפקטים רבים שנצפו במהלך הניסויים. אבל לא הכל.
מאוחר יותר אפשר היה לקבוע כי נוכחותם של רק שלושה קווארקים לא תיארה את מבנה הפרוטון. אם בקצרה, סדרה של ניסויים בהתנגשויות אלסטיות עמוקות של חלקיקים אלה הראו כי הכל מסובך יותר. בפרוטון יש שלושה "ראשי" Quark (שני העליון ואחד נמוך), כמו גם זוגות רבים קווארק עתיק, אשר מתרחשים כל הזמן ואנישה. כלומר, למעשה, גרעין חיובי הוא "מרק" מן החלקיקים הבסיסיים האחרונים אינטראקציה.
אבל במקרה זה, הבעיה התעוררה: למה בכל רגע של זמן שלושה קווארקים בתוך פרוטון אין זוג בצורה של עתיקה? זה סותר חישובים תיאורטיים רבים ונראה מאוד לא טבעי במונחים של פיזיקה. למעשה, השאלה הנ"ל היא המהות של האסימטריה הבסיסית של הפרוטון.
ואפילו ללא רשותו, עדיין היה צורך להבהיר את מבנה גרעין חיובי, שהתעסק בסוף שיתוף הפעולה של נוזיאה (E866) על בסיס מעבדת האצה הלאומית של אנריקו פרמי (פרמילב) מדינות. הפיזיקה עמדו בפני פרוטונים overclocked overclocked כדי האנרגיות הגבוהות והקלטו עקבות של אירועים כאלה. אז אפשר היה לאשר את אסימטריה של התפלגות קווארקים בפרוטונים לטווח צר יחסית של קווארקי של פולסים של החלקיק "אימהי". ועל בסיס נתונים אלה, אחד רחוק נעשה ולתת את המאמין למדי, אבל עדיין לא אושר על ידי כמעט תחזית: בטווחים אחרים, הדופק פרוטון, אסימטריה, אשר שחוקים על ידי קווארקים, ייעלם.
הצהרה נועזת די ניער את הקהילה המדעית, אבל נראה די סביר. אז מספר מודלים שעברו בעבר נאלצו לזרוק ולעשות את יצירתם של חדשים. למרבה המזל, המהות של השיטה המדעית של הידע היא באימות קבוע של התוצאות. לכן, לאחרונה, ניסוי חדש על היכולות הוא כל אותו פרמילב. והוא תיקן ברצינות את עמיתים שהתקבלו לפני יותר מ -20 שנה.
התוצאות של ניסיון זה הן הפרסום בג'רנל עמיתים, שהכינה צוות בינלאומי גדול של פיסיקאים. הוא השתתפו מומחים מן המכונים הטכנולוגיים האמריקניים, הטכנולוגיים, הישראלים והיפנים, כמו גם המעבדות הגופניות הגדולות ביותר של ארצות הברית ויפן. מערך הנתונים העיקרי נאסף ב Accelerator Fermilab בתוך ניסוי E-906 / Seaquest.
כאשר שני פרוטונים מתנגשים עם אנרגיות גבוהות מספיק, קווארקים בהם אינטראקציה אחד עם השני. או ליתר דיוק, קווארק של פרוטון אחד להשמיד עם נגד חוף של אחר או להיפך. במילים פשוטות, "מרקים" מעורבים. תוצר של השמדה כזו יהיה וירטואלי (כלומר, זה לא יכול להיות מזוהה ישירות) פוטון או Z-Boson, אשר כמעט מיד לפרוץ לתוך כמה מואונים מנוסדים. זה על ידי לתפוס את החלקיקים האלה עם גלאים, מדענים שופט את המאפיינים של קווארקים אינטראקציה.
עבור הניסוי, חבורה של פרוטונים עם אנרגיה של 120 gigaelectronvolt (לא שיא, אבל הרבה), מכוון ליעד של מימן נוזלי deuterium (הם מורכבים בעיקר פרוטונים). כדי לתקן רק muons ולסנן כל חלקיקים אחרים מתנגשים מוצרים, בין היעד לגלאים להציב חמש מטר ברזל. התוצאות היו מרשימות: האסימטריה המתוארת קצת לעיל השתמרה לקווארקים, וביצוע 10% יותר דופק של החלקיק התתותי כולו.
כמובן, זה לא מהפכה רם בפיסיקה, אבל אישור ניסיוני רציני של מספר תיאוריות ויישום עבור התאמת אחרים. בדרך זו או אחרת, המדענים אפילו הרחיבו עוד יותר את ההבנה של מבנה הפרוטון. וזה יהיה עוד להביא את פירותיה בתחומים שונים של מדע וטכנולוגיה: מן הקוסמולוגיה עם אסטרונומיה ופיזיקה לכימיה, רפואה וחומרים מדע.
מקור: מדע עירום