A metà del 20 ° secolo, gli scienziati hanno iniziato a capire che le particelle elementari - protoni e neutroni non sono così semplici. Non solo consistono in più "mattoni" in miniatura, ma le interazioni complesse costanti di particelle fondamentali si verificano ancora all'interno di loro. Pertanto, secondo i risultati degli studi della struttura protonale negli anni '60, ha scoperto che è composto da tre componenti, che in seguito ha chiamato Quarks.
Il modello iniziale ha significato che nel protone - tre quarti: due superiori e uno più basso. Gli epiteti relativi all'altezza sono utilizzati da fisici metaforicamente, aiutano solo a rendere i termini più facili e leggermente più chiari. Questo modello semplificato (è così ora chiamato - "ingenuo") con tre quark in proton aiutati a spiegare molti effetti osservati durante gli esperimenti. Ma non tutto.
Successivamente è stato possibile stabilire che la presenza di solo tre quark non ha descritto la struttura protonica. Se breve, una serie di esperimenti in collisioni profondamente inelastiche di queste particelle hanno mostrato che tutto è più complicato. Nel protone ci sono tre quark "principale" (due in alto e uno inferiore), così come molte coppie Quark Antiquarian, che si verificano costantemente e annian. Questo è, infatti, un nucleone positivo è "zuppa" da particelle fondamentali interagenti sottovalutamente.
Ma in questo caso, il problema è sorto: perché in ogni singolo momento di tempo tre quark all'interno del protone non c'è coppia sotto forma di Antiquark? Questo contraddice molti calcoli teorici e sembra estremamente innaturale in termini di fisica. In realtà, la domanda di cui sopra è l'essenza dell'asimmetria fondamentale del protone.
E anche senza il suo permesso, era ancora necessario chiarire la struttura di un nucleone positivo, che era impegnato alla fine degli anni '90 della collaborazione Nosea (E866) sulla base del laboratorio nazionale dell'accelerazione di Enrico Fermi (Fermilab) negli Stati Uniti Stati. La fisica ha affrontato i protoni overclocked olovercloccati ad elevate energie e tracce registrate di tali eventi. Poi è stato possibile confermare l'asimmetria della distribuzione dei quark in protoni per una gamma relativamente ristretta da quark degli impulsi della particella "materna". E sulla base di questi dati, è stato fatto un lontano e lasciato che il piuttosto credibile, ma ancora non confermato praticamente una previsione: in altre gamme, l'impulso del protone, l'asimmetria, che indossata da quarks, scomparirà.
Una dichiarazione audace piuttosto scosse la comunità scientifica, ma sembrava abbastanza ragionevole. Quindi un numero di modelli in precedenza ha dovuto lanciare e rendere la creazione di nuovi. Fortunatamente, l'essenza del metodo scientifico della conoscenza è in costante verifica dei risultati. Pertanto, recentemente recentemente, un nuovo esperimento sulle capacità è lo stesso fermilab. E corretto seriamente i colleghi hanno ricevuto più di 20 anni fa.
I risultati di questa esperienza sono la pubblicazione nella rivista peer-reviewed Natura, che ha preparato un grande team internazionale di fisici. A frequenza hanno partecipato specialisti dei principali istituti di ricerca tecnologica americana, Taiwanese, israeliani e giapponesi, nonché i più grandi laboratori fisici degli Stati Uniti e del Giappone. Il principale array di dati è stato raccolto presso l'acceleratore di Fermilab all'interno dell'esperimento E-906 / SeeQuest.
Quando due protoni si scontrano con energie sufficientemente elevate, i quark in loro interagiscono l'uno con l'altro. O meglio, il quark di un protone annientò con un'anti-costa di un altro o viceversa. In poche parole, le "zuppe" sono mescolate. Il prodotto di tale annientamento sarà virtuale (cioè, non può essere rilevato direttamente) Photon o Z-Boson, che si infrangerà quasi immediatamente in un paio di muoni caricati opposti. È prendendo queste particelle con i rilevatori, gli scienziati giudicano le caratteristiche dei quark interagenti.
Per l'esperimento, un grappolo di protoni con un'energia di 120 gigaelectronvolt (non un record, ma molto), rivolto all'obiettivo di idrogeno liquido e deuterio (consistono principalmente da protoni). Per correggere solo i muoni e filtrare qualsiasi altro prodotto di sconti sulle particelle, tra il bersaglio e i rilevatori posizionati una parete di ferro di cinque metri. I risultati sono stati impressionanti: l'asimmetria descritta un po 'sopra è stata conservata per Quarks, eseguendo il 10% in più di impulso dell'intera particella subatomica.
Naturalmente, questa non è una forte rivoluzione nella fisica, ma una grave conferma sperimentale di un certo numero di teorie e una domanda per la regolazione degli altri. Un modo o un altro, gli scienziati hanno anche ampliato ulteriormente la comprensione della struttura protonica. E questo porterà ulteriormente i suoi frutti in vari campi della scienza e della tecnologia: dalla cosmologia con l'astronomia e la fisica alla scienza della chimica, della medicina e dei materiali.
Fonte: scienza nuda