新しい実験は、陽子の基本的な非対称性を説明するためにすでに理論を破棄した可能性を与えました

Anonim
新しい実験は、陽子の基本的な非対称性を説明するためにすでに理論を破棄した可能性を与えました 2915_1
新しい実験は、陽子の基本的な非対称性を説明するためにすでに理論を破棄した可能性を与えました

20世紀半ばに、科学者たちは基本粒子 - プロトンと中性子がそれほど単純ではないことを理解し始めました。彼らはより多くの小型の「レンガ」からなるだけでなく、基本粒子の一定の複雑な相互作用がそれらの中に起こります。したがって、1960年代のプロトン構造の研究の結果によると、それは後にクォークと呼ばれる3つの成分からなることがわかった。

初期モデルは、プロトン3のクォートの2つと1つの下限です。相対的な高さ上皮は比喩的に物理学者によって使用されています、彼らは用語をより簡単かつやや中でより明確にするのに役立ちます。この単純化されたモデル(それは今、それは現在 - 「ナイーブ」と呼ばれています)陽子の3つのクォークが実験中に観察された多くの効果を説明するのを助けました。すべてではありません。

後で3つのクォークの存在がプロトン構造を記載していないことを確立することができました。簡単に言うと、これらの粒子の深く非弾性的な衝突における一連の実験は、すべてが複雑であることを示した。プロトンでは、3つの「主な」クォーク(2つと1つの低い)、および多くのカップルクォーク古石があり、それは常に起こり、そして全滅します。つまり、プラスの核子は、アンダーラクティックに相互作用する基本粒子からの「スープ」です。

しかし、この場合、問題は起こりました:なぜ陽子の中の3つのクォークがなぜ抗車の形でペアはないのですか?これは多くの理論的計算と矛盾し、物理学の点で非常に不自然に見えます。実際には、上記の問題は陽子の基本的な非対称性の本質です。

そして彼の許可なしでさえも、米国のEnrico Fermi(Fermilab)の国家加速実験室に基づいて、1990年代のNOSEAコラボレーション(E866)に従事していた陽性核子の構造を明らかにする必要がありました。礼拝物理学はオーバークロックされたプロトンが高エネルギーにオーバークロックし、そのようなイベントの記録されたトレースに直面しました。それから、「母体」粒子のパルスのクォークによって比較的狭い範囲のプロトン中のクォークの分布の非対称性を確認することが可能であった。そして、このデータに基づいて、遠いものが作られ、かなり信じることを可能にしましたが、それでも実質的に予測によって確認されていません。他の範囲では、クォークによって着用したプロトンパルス、非対称性が消えます。

大胆な声明が科学コミュニティをきれいにしたが、かなり合理的に見えた。そのため、以前に働いていたモデルは、新しいものを投げて創造しなければならなかった。幸いなことに、知識の科学的方法の本質は結果の一定の検証である。したがって、最近、能力に関する新しい実験はすべて同じフェルミラブです。そして彼は2年以上前に同僚を受けた同僚を真剣に修正しました。

新しい実験は、陽子の基本的な非対称性を説明するためにすでに理論を破棄した可能性を与えました 2915_2
ドリルプロセスの方式 - ヤナ。 QuarkとAntiquarian(Red)inihile、光子(青い波)を生成し、それは次に反対の攻撃的なムーン/©Wikimediaの2つのカップルに変わる

この経験の結果は、大規模な国際物理学者が準備した査読付きジャーナル性の出版物です。それは、大手アメリカ、台湾、イスラエル、日本の技術研究機関、ならびに米国および日本の最大の物理研究所からの専門家によって出席されました。主データアレイは、E-906 / SEAQUEST実験内のフェルミラブアクセラレータで集められました。

2つのプロトンが十分に高いエネルギーと衝突すると、それらの中のクォークは互いに相互作用します。あるいはむしろ、1つのプロトンのクォークは別のプロトンの抗海岸で、またはその逆に消滅します。単に「スープ」を混ぜるだけです。そのような消滅の積は仮想的であろう(つまり、直接検出することはできません)光子またはZ-Bosonはほとんど直ちに1つの反対の荷電ムーンに壊れるでしょう。それはこれらの粒子を検出器で捕まえることによって、科学者たちは相互作用クォークの特徴を判断する。

実験のために、液体水素および重水素の標的を目的とした、120ギガ電気モルトのエネルギーを有する陽子(記録ではなく、たくさん)の陽子を有する陽子を有する(それらは主に陽子からなる)。ターゲットと検出器の間には、ミューオンのみを固定し、他の粒子衝突製品を絞り込むために、5メートルの鉄壁を配置しました。結果は印象的でした:上記の幾分上記の非対称性はクォークについて保存され、亜原原子粒子全体の10%のパルスを実行した。

新しい実験は、陽子の基本的な非対称性を説明するためにすでに理論を破棄した可能性を与えました 2915_3
プロトンビームが来るターゲットを持つフォトホール/©Fermi National Accelerator Laboratory

もちろん、これは物理学の大幅な革命ではありませんが、他の人の調整のためのさまざまな理論と応用の深刻な実験的確認です。ある方法では、科学者はさらにプロトン構造の理解をさらに拡大した。そしてこれはさらに科学技術のさまざまな分野でその果物をもたらすでしょう。宇宙論から天文学や物理学、そして化学、医学、材料科学へ。

出典:裸の科学

続きを読む