Sredinom 20. stoljeća znanstvenici su počeli shvaćati da elementarne čestice - proton i neutron nisu tako jednostavne. Oni ne samo da se sastoje od više minijaturnih "cigle", već se u njima pojavljuju stalne složene interakcije temeljnih čestica. Prema tome, prema rezultatima studija protonske strukture u 1960-ima, ispostavilo se da se sastoji od tri komponente, što se kasnije naziva kvarkovi.
Početni model značio je u protonu - tri kvarta: dva gornja i jedna niža. Relativne epitete visine koriste se metaforički fizičari, oni samo pomažu da olakšavaju uvjete i malo jasniji. Ovaj pojednostavljeni model (sada se zove - "Naivna") s tri kvarca u protonu pomogla je objasniti mnoge učinke promatrane tijekom eksperimenata. Ali ne sve.
Kasnije je bilo moguće utvrditi da prisutnost samo tri kvarca nije opisuje protonsku strukturu. Ako je kratko, niz eksperimenata u duboko neelastičnim sudarima tih čestica pokazali su da je sve složenije. U protonu se nalaze tri "glavna" kvarca (dva gornja i jedna niža), kao i mnogi parovi Quark antikvar, koji se stalno događa i Annihile. To je, u stvari, pozitivna nukleona je "juha" od podnošljivog interakcije temeljnih čestica.
Ali u ovom slučaju, problem je nastao: zašto u svakom samom trenutku tri kvarca unutar protona ne postoji par u obliku antikvarka? To je u suprotnosti s mnogim teorijskim izračunima i izgleda iznimno neprirodno u smislu fizike. Zapravo, navedeno pitanje je suština temeljne asimetrije protona.
Čak i bez njegovog dopuštenja, još uvijek je bilo potrebno razjasniti strukturu pozitivnog nukleona, koji je angažiran krajem 1990-ih suradnje Noseom (E866) na temelju Nacionalnog ubrzanja Laboratorij za Enko Fermi (Fermilab) u Unitedu Države. Fizika se suočava s overclockanim protonima overclockan na visoke energije i zabilježene tragove takvih događaja. Tada je bilo moguće potvrditi asimetriju distribucije kvarkova u protonima za relativno uski raspon pomoću kvarkova impulsa "majčinske" čestice. I na temelju tih podataka, daleka je napravljena i pustila prilično uvjerljivo, ali još uvijek nije potvrđeno praktično prognozom: u drugim rasponima, protonski impuls, asimetrija, koji su nosili kvarkovi, nestat će.
Podebljana izjava prilično je tresao znanstvenu zajednicu, ali je izgledala prilično razumno. Tako je broj prethodno radio modela morao baciti i napraviti stvaranje novih. Srećom, bit znanstvene metode znanja je u stalnoj provjeri rezultata. Stoga je nedavno novi eksperiment o kapacitetima svi isti Fermilab. I ozbiljno je ispravio kolege primljene prije više od 20 godina.
Rezultati ovog iskustva su objavljivanje u recenzivnoj časopisu, koju je pripremio veliki međunarodni tim fizičara. Sudjelovali su stručnjaci iz vodećih američkih, tajvanskih, izraelskih i japanskih tehnoloških istraživačkih instituta, kao i najvećih fizičkih laboratorija Sjedinjenih Država i Japana. Glavni niz podataka prikupljen je na Fermilabovom akceleratoru unutar E-906 / Seaquest eksperimenta.
Kada se dva protona sudaraju s dovoljno visokim energijama, kvarkovi u njima međusobno djeluju. Ili radije, kvark jednog protona uništava se s anti-obalom drugog ili obrnuto. Jednostavno rečeno, "juhe" su pomiješane. Proizvod takvog uništenja bit će virtualni (to jest, ne može se izravno otkriti) foton ili Z-bozon, koji će se gotovo odmah provaliti u nekoliko suprotnih nabijenih muona. To je hvatanjem ovih čestica detektorima, znanstvenici sude karakteristike interakcijskih kvarkova.
Za eksperiment, hrpa protona s energijom 120 gigaelektronvolt (ne zapis, ali puno), usmjeren na cilj tekućeg vodika i deuterij (sastoje se uglavnom od protona). Da biste popravili samo ugljeve i filtrirale sve ostale proizvode koji se sudaraju čestice, između cilja i detektora postavili su petomjerni željezni zid. Rezultati su bili impresivni: asimetrija opisana nešto iznad je sačuvana za kvarkove, provodeći 10% više pulsa cijele subatomske čestice.
Naravno, to nije glasna revolucija u fizici, ali ozbiljna eksperimentalna potvrda više teorija i zahtjev za prilagodbu drugih. Na ovaj ili onaj način, znanstvenici su još dalje proširili razumijevanje protonske strukture. A to će dodatno donijeti svoje plodove u različitim područjima znanosti i tehnologije: od kozmologije s astronomijom i fizikom do kemije, medicine i materijala znanosti.
Izvor: Gola znanost