Eksperimen anyar menehi kasempatan teori sing wis dibuwang kanggo nerangake asimetri dhasar proton

Anonim
Eksperimen anyar menehi kasempatan teori sing wis dibuwang kanggo nerangake asimetri dhasar proton 2915_1
Eksperimen anyar menehi kasempatan teori sing wis dibuwang kanggo nerangake asimetri dhasar proton

Ing tengah abad kaping-20, para ilmuwan wiwit ngerti manawa partikel dhasar - proton lan neutron ora gampang banget. Dheweke ora mung kalebu "bata" miniatur ", nanging interaksi kompleks finansial partikel dhasar isih ana ing njero. Dadi, miturut asil panaliten struktur proton ing taun 1960-an, ternyata kasusun saka telung komponen, sing banjur diarani Quamps.

Model dhisikan tegese ing proton - telung kuarsa: loro ndhuwur lan ngisor. Epithet dhuwur dhuwur digunakake dening fisikawan kiasan, dheweke mung mbantu nggawe istilah luwih gampang lan luwih jelas. Model sing disederhanakake iki (saiki diarani - "naif") kanthi telung pertandhingan ing proton mbantu nerangake akeh efek sing diamati sajrone eksperimen. Nanging ora kabeh.

Mengko bisa netepake manawa ana mung telung pertandhingan ora njlèntrèhaké struktur proton. Yen sedhela, seri eksperimen ing tabrakan partikel sing jero banget nuduhake yen kabeh luwih rumit. Ing proton ana telung "utama" (loro ndhuwur lan siji ngisor), uga akeh pasangan quark antiquarian, sing terus-terusan lan annihile. Yaiku, nyatane, nukleon positif yaiku "sup" saka partikel dhasar sing intraventasi interaktif.

Nanging ing kasus iki, masalah kasebut: kenapa ing saben wayahe telung pertengahan ing jero proton ora ana pasangan? Iki mbantah akeh petungan teoritis lan katon ora wajar ing babagan fisika. Bener, pitakon ing ndhuwur yaiku inti saka asimetri dhasar proton.

Lan sanajan tanpa ijin, mula kudu njlentrehake struktur inti positif, sing melu akhir taun 19906 (E866) kanthi basis laboratorium nyepetake Enrico Fermi (Fermilab) ing United Negara-negara. Fisika ngadhepi reton overclocked overclocked nganti dhuwur energi lan trace sing direkam acara kasebut. Banjur bisa konfirmasi asimetris saka distribusi saka carik kanggo proton kanggo sawetara sing rada sempit dening puluhan partikel "ibu". Lan kanthi dhasar data iki, sing adoh banget digawe lan supaya bisa dipercaya, nanging isih durung dikonfirmasi kanthi praktis ramalan praktik: ing kisaran liyane, proton pulsa, asymmetry, bakal ilang.

Pernyataan sing wani banget goyangake komunitas ilmiah, nanging katon cukup. Dadi sawetara model sing wis kerja sadurunge kudu mbuwang lan nggawe titah anyar. Untunge, inti saka metode ilmu ilmiah ing verifikasi sing terus-terusan. Mulane, bubar, eksperimen anyar babagan kapasitas yaiku Fernik sing padha. Lan dheweke pancen mbenerake rekan sing ditampa luwih saka 20 taun kepungkur.

Eksperimen anyar menehi kasempatan teori sing wis dibuwang kanggo nerangake asimetri dhasar proton 2915_2
Skema proses pengeboran - Yana. Quark lan antiquarian (abang) annihile, ngasilake foton (gelombang biru), sing dadi saperangan muon / © Wikimedia

Asil saka pengalaman iki yaiku publikasi ing jurnal jurnal sing ditinjau, sing minangka tim fexsika internasional internasional sing wis disiapake. Iki dirawuhi para spesialis saka Amerika Amérika, Taiwanes, IMERHI lan Ulstitis Technologis, uga laboratorium fisik sing paling gedhe ing Amerika Serikat lan Jepang. Uploaded data utama diklumpukake ing Farmilab Accelerator ing eksperimen E-906 / Sequest.

Nalika rong proton tabrakan kanthi tenaga sing cukup dhuwur, etangan ing saben liyane. Utawa, luwih saka quark saka proton dodolan karo anti-pesisir liyane utawa kosok balene. Cukup, "sup" dicampur. Produk kasebut bakal dadi virtual (yaiku, ora bisa dideteksi sacara langsung) foton utawa z-boson, sing meh bisa langsung mlebu sawetara muon sing diisi. Iki kanthi nyekel partikel kasebut karo detektor, ilmuwan ngadili karakteristik interaksi.

Kanggo eksprimen kasebut, seket proton kanthi energi saka 120 gigaelectronvolt (dudu rekor, nanging akeh), nanging akeh), tujuane saka target). Kanggo ndandani mung muon lan nyaring produk tabrakan partikel liyane, ing antarane target lan detektor nyelehake tembok wesi lima meter. Asil kasebut nyengsemake: asimetri sing diterangake ing ndhuwur bisa dilestarekake kanggo Quarks, nindakake 10% luwih pulp partikel suntatomik kabeh.

Eksperimen anyar menehi kasempatan teori sing wis dibuwang kanggo nerangake asimetri dhasar proton 2915_3
Foto foto kanthi target ing ngendi proton beam rawuh / © © © laboratorium akselator nasional fermi

Mesthi wae, iki dudu revolusi ing fisika, nanging konfirmasi eksperimen serius saka sawetara teori lan aplikasi kanggo penyesuaian wong liya. Siji cara utawa liyane, para ilmuwan malah luwih nambah pangerten babagan struktur proton. Lan iki bakal luwih akeh ngasilake woh-wohan ing macem-macem lapangan ilmiah lan teknologi: saka kosmologi karo astronomi lan fisika menyang kimia, obat lan ilmu bahan.

Sumber: Ilmu Naked

Nyeem ntxiv