Жаңы эксперимент протондун фундаменталдык асимметриясын түшүндүрүп берүү үчүн жокко чыгарылган теорияларга мүмкүнчүлүк берди

Anonim
Жаңы эксперимент протондун фундаменталдык асимметриясын түшүндүрүп берүү үчүн жокко чыгарылган теорияларга мүмкүнчүлүк берди 2915_1
Жаңы эксперимент протондун фундаменталдык асимметриясын түшүндүрүп берүү үчүн жокко чыгарылган теорияларга мүмкүнчүлүк берди

20-кылымдын ортосунда илимпоздор башталгыч бөлүкчөлөр - протон жана нейтрон анчалык жөнөкөй эмес экендигин түшүнө башташты. Алар "кирпичтер" гана эмес, фундаменталдык бөлүкчөлөрдүн туруктуу комплекстүү өз ара аракеттенүүсү дагы деле бар. Ошентип, 1960-жылдары протондун структурасын изилдөөнүн жыйынтыгы боюнча, ал үч компоненттен турат, кийинчерээк кварк деп аталат.

Баштапкы модель протон шаарында - үч кварта: эки үстүнкү жана бир ылдый. Салыштырмалуу бийиктиги эпитеттери метафорикалык балыкчыл визисттер тарабынан колдонулат, алар терминдерди жеңилдетип, бир аз айкыныраак кылууга жардам берет. Бул жөнөкөйлөштүрүлгөн модель ("азыр" деп аталат ") Протон шаарында үч кварк менен, эксперименттер учурунда байкалган көптөгөн эффекттерди түшүндүрүүгө жардам берди. Бирок баары эмес.

Кийинчерээк үч кварктын катышуусу протондун структурасын сүрөттөө мүмкүн эмес экендигин белгилей алмак. Эгерде кыскача айтканда, бул бөлүкчөлөрдүн тереңирээк биргелешкен кагылышуулары бир катар эксперименттер бардык нерсе татаал экендигин көрсөттү. Протон шаарында үч "негизги" кварк (эки жогорку жана бирден), ошондой эле көптөгөн жубайлар бар, ошондой эле көптөгөн жубайлар бар, ал ар дайым пайда болгон жана Anihile. Башкача айтканда, позитивдүү нуклон - бул "шорпо" фундаменталдык бөлүкчөлөргө чейин.

Бирок, бул учурда көйгөй пайда болду: Эмне үчүн протондун ичиндеги үч кваркта антикварк түрүндө түгөй жок? Бул көптөгөн теориялык эсептөөлөргө карама-каршы келет жана физика жагынан өтө табигый эмес көрүнөт. Чындыгында, жогорудагы суроо протондун фундаменталдык асимметриясынын маңызы.

Ал тургай, анын уруксатысыз, 1990-жылдардын аягындагы, Nosea Fermi (Ferrico Fermi) 1990-жылдардын аягында (FERMILAL) (FermiLab) (FermiLAl) (FERMILAL) 1990-жылдардын аягында (E866) менен алектенген позитивдүү ядронун түзүлүшүн тактоо керек болчу Мамлекеттер. Физика толугу менен толтурулган протондорго жогорку энергиялардан ашып түштү жана мындай иш-чаралардын издери деп жазылган. Андан кийин "энелердин" бөлүкчөсүнүн импульстун кваркалары боюнча протондорго тарифтердин бөлүштүрүлүшүн протондорго бөлүштүрүүсүнүн асимметриясын ырастоо мүмкүн болду. Бул маалыматтардын негизинде алыстык бир адам жаралган, ал эми дагы деле божомолдонгон, бирок иш жүзүндө болжолдонгон эмес: башка аймактарда, протон тамыры, асимметрия, сабы жоголот.

Калын билдирүү илимий коомчулукту чайкап, бирок бир топ акылга сыярлык көрүнгөн. Ошентип, буга чейин иштеген бир катар бир катар жаңы моделдер жаңысын жаратып, жаралышы керек болчу. Бактыга жараша, билимдин илимий ыкмасынын маңызы натыйжаларды текшерүүдө. Ошондуктан, жакында эле, потенциалга байланыштуу жаңы эксперимент - бул бирдей фермилаб. Ал 20 жылдан ашык мурун алгандан кийин кесиптештерди олуттуу оңдоп койду.

Жаңы эксперимент протондун фундаменталдык асимметриясын түшүндүрүп берүү үчүн жокко чыгарылган теорияларга мүмкүнчүлүк берди 2915_2
Бургулоо процессинин схемасы - Яна. Антеке (кызыл) annihile, фотон (көк толкун), андан кийин бир-эки карама-каршы айыпталган жүндөр / © Wikimedia

Бул тажрыйбанын жыйынтыктары теңдештирилген журналдын табиятындагы басылма болуп саналат, ал ири эл аралык физиктер даярдалган. Ал ага Американын, Тайвань, Израиль жана Япония технологиялык изилдөө институттарынын адистери, ошондой эле АКШнын жана Япониянын эң ири физикалык лабораториялары катышты. E-906 / SEAQUEST эксперименттин ичиндеги Фермилаб акселераторунда негизги маалыматтар массивдери чогултулган.

Эки протон жетиштүү жогорку энергия менен кагылышса, анда аларда кваркалар бири-бири менен иштешет. Же тескерисинче, бир протондун коастына каршы же тескерисинче Жөнөкөй сөз менен айтканда, "шорпо" аралашып жатышат. Мындай жокраакциянын натыйжасы виртуалдык (башкача айтканда, ал түздөн-түз табылууга болбойт) фотон же z-boson Бул бөлүкчөлөрдү детекторлор менен кармоо менен, окумуштуулар кварктардын мүнөздөмөлөрүн баалашат.

Эксперимент үчүн, суюк суутек жана дейдерийинин максатына багытталган 120 гигейректронволт (гигейелектор эмес) энергия менен бир тутам (рекорд эмес). Бөлүп-детекторлордун ортосунда сүзүү продукциясынын ар кандай кагылышуу буюмдарын гана оңдоо үчүн, беш метриз темир дубалын жайгаштырыңыз. Натыйжалар таасир калтырды: асимметрия бир аз жогоруда айтылган субатомиялык бөлүкчөнүн 10% көбүрөөк пульс жасагандыгы үчүн бир аз жогору бааланган.

Жаңы эксперимент протондун фундаменталдык асимметриясын түшүндүрүп берүү үчүн жокко чыгарылган теорияларга мүмкүнчүлүк берди 2915_3
ProTons Beam компаниясы келген бута менен сүрөт залы / © Ферми улуттук акселератор лабораториясы

Албетте, бул физикада катуу революция эмес, бирок бир катар теориялардын жана башкаларды жөнгө салуу үчүн арызды олуттуу эксперименталдык тастыктоо. Бир жолу бир же экинчиси, илимпоздор протондун структурасы жөнүндө түшүнүккө ээ болушту. Бул андан ары илимдин жана технологиянын ар кандай тармактарында өз жемишин берет: космологиядан астрономия жана физика химия, медицина жана материалдар менен илим.

Булак: Жылаңач илим

Көбүрөөк окуу