W połowie XX wieku naukowcy zaczęli rozumieć, że cząstki podstawowe - proton i neutron nie są tak proste. Składają się nie tylko z bardziej miniaturowych "cegieł", ale wciąż występują ciągłe złożone interakcje podstawowych cząstek. Zatem, zgodnie z wynikami badań struktury protonowej w latach 60., okazało się, że składa się z trzech elementów, które później zwane kwarkami.
Początkowy model oznaczał, że w protonowym - trzy kwarty: dwie górne i dolne. Względne epitety wysokości są wykorzystywane przez metaforycznie fizycy, pomagają tylko ułatwić i nieco wyraźniejsze. Ten uproszczony model (tak teraz nazywa się - "naiwni") z trzema kwarkami w protonu pomogły wyjaśnić wiele efektów obserwowanych podczas eksperymentów. Ale nie wszystko.
Później można było ustalić, że obecność tylko trzech kwarków nie opisała struktury protonowej. Jeśli krótko, seria eksperymentów w głęboko nieelastycznych kolizjach tych cząstek pokazała, że wszystko jest bardziej skomplikowane. W protonie znajdują się trzy "główny" kwark (dwa górny i jeden niższy), a także wiele par, antycznych kwarców, które stale występują i animiusza. Oznacza to, że pozytywna nukleon jest "zupy" z niepełnoletnie interakcji podstawowych cząstek.
Ale w tym przypadku problem powstał: Dlaczego w każdej chwili trzech kwarków wewnątrz protonu nie ma pary w formie antykwarzy? To sprzeczne z wielu obliczeń teoretycznych i wygląda niezwykle nienaturalne pod względem fizyki. Właściwie powyższe pytanie jest istotą fundamentalnej asymetrii protonu.
A nawet bez jego zgody, nadal konieczne było wyjaśnienie struktury pozytywnego nukleonu, który był zaangażowany pod koniec 90. współpracy Nosei (E866) na podstawie krajowego laboratorium przyspieszenia Enrico Fermi (Fermilab) w United Państwa. Fizyka przed przecięciem protonów podkręconych do wysokich energii i nagranych śladów takich zdarzeń. Następnie możliwe było potwierdzenie asymetrii rozkładu kwarków w protonach do stosunkowo wąskiego zakresu przez kwarki impulsów "matczyny" cząstek. A na podstawie tych danych dokonano odległego i pozwól raczej wiarygodnym, ale nadal nie potwierdzone praktycznie prognozą: w innych zakresach, impuls proton, asymetria, która nosiła kwarki, zniknie.
Śmiałe oświadczenie ładna potrząsnęła społeczności naukową, ale wyglądała dość rozsądnie. Tak więc wiele wcześniej pracujących modeli musiał rzucić i tworzyć nowe. Na szczęście istota naukowej metody wiedzy jest w stałej weryfikacji wyników. Dlatego też niedawno nowy eksperyment na zdolnościach jest tym samym fermilabem. I poważnie poprawił kolegów otrzymanych ponad 20 lat temu.
Wyniki tego doświadczenia są publikacją w naturze rejestrującej przyrodę dziennika, którą przygotowała duża międzynarodowa drużyna fizyków. Wziął udział specjalistów z wiodących instytutów badawczych amerykańskich, tajwańskich, izraelskich i japońskich i japońskich, a także największych fizycznych laboratoriów Stanów Zjednoczonych i Japonii. Główna tablica danych zebrano w akceleratorze Fermilab w eksperymencie E-906 / Seworenta.
Kiedy dwa protony zderzają się z wystarczająco wysokimi energią, kwarki w nich współdziałają ze sobą. Lub raczej kwark jednego protonu unicestwy z anty-wybrzeżem innego lub odwrotnie. Wystarczy umieścić, "zupy" są mieszane. Produkt takiej anihilacji będzie wirtualny (to znaczy, nie można go wykryć bezpośrednio) foton lub z-boson, który prawie natychmiast pęknie w kilku przeciwnie obciążonych muonach. Przyciągając te cząstki z detektorami, naukowcy oceniają cechy interakcji kwarków.
Dla eksperymentu, kilka protonów z energią 120 Gigaelectronvolt (nie rejestr, ale dużo), skierowany do celu ciekłego wodoru i deuteru (składają się głównie z protonów). Aby naprawić tylko muony i filtrować wszelkie inne produkty zderzające cząstki, między celem a detektorami umieszczono pięciometrową ścianę żelazną. Wyniki były imponujące: Asymetria opisana nieco powyżej została zachowana dla kwarków, przeprowadza 10% więcej pulsu całej cząstki subatomowej.
Oczywiście nie jest to głośna rewolucja w fizyce, ale poważne eksperymentalne potwierdzenie wielu teorii i wniosku o dostosowanie innych. W taki czy inny sposób naukowcy jeszcze bardziej poszerzyli zrozumienie struktury protonowej. A to dalsze przyniesie owoce w różnych dziedzinach nauki i technologii: z kosmologii z astronomią i fizyką na chemię, medycynę i naukę materiałów.
Źródło: Naked Science