V polovici 20. storočia začali vedci pochopiť, že elementárne častice - protón a neutrón nie sú tak jednoduché. Pozostávajú len z viacerých miniatúrnych "tehál", ale v nich stále vyskytujú konštantné komplexné interakcie základných častíc. Podľa výsledkov štúdií protónovej štruktúry v šesťdesiatych rokoch sa teda ukázalo, že sa skladá z troch zložiek, ktoré sa neskôr nazývajú kvarky.
Počiatočný model znamenal, že v protónom - tri štvorci: dva horné a jedno nižšie. Relatívne výškové epitety sú používané metaforicky fyzikmi, pomáhajú len uľahčiť podmienky a mierne jasnejšie. Tento zjednodušený model (je to tak teraz nazývané - "naivné") s tromi kvarkmi v protónom pomohlo vysvetliť mnoho účinkov pozorovaných počas experimentov. Ale nie všetko.
Neskôr bolo možné stanoviť, že prítomnosť iba troch kvarkov nepopisoval štruktúru protónov. Ak stručne, ukázala rad experimentov v hlboko neekvenčných kolíziách týchto častíc, že všetko je zložitejšie. V protóne existujú tri "hlavné" kvark (dva top a jeden nižšie), ako aj mnoho párov kvarku antiquariár, ktoré sa neustále vyskytujú a Annihile. To znamená, že v skutočnosti je pozitívnym jadrom "polievka" z nedostatočne interakcie základných častíc.
Ale v tomto prípade problém vznikol: Prečo v každom jednom okamihu času tri kvarky vnútri protónu neexistuje pár vo forme starožitnosti? To je v rozpore s mnohými teoretickými výpočtami a vyzerá mimoriadne neprirodzené z hľadiska fyziky. V skutočnosti je uvedená otázka podstata základnej asymetrie protónu.
A dokonca aj bez jeho povolenia, bolo stále potrebné objasniť štruktúru pozitívneho nukleonu, ktorý sa zaoberal koncom 90. rokov spolupráce Nosea (E866) na základe Národného laboratória zrýchlenia Enrmida Fermi (Fermilab) v Spojenom kráľovstve Štáty. Fyzika čistená pretaktovanými protónmi pretaktovanými na vysoké energie a zaznamenané stopy takýchto udalostí. Potom bolo možné potvrdiť asymetriu distribúcie kvarkov v protóze na relatívne úzky rozsah kvarkmi impulzov "materskej" častice. A na základe týchto údajov sa uskutočnil vzdialený a nechal pomerne veriť, ale stále nie je potvrdený prakticky prognózou: v iných rozsahoch, protónový impulz, asymetria, ktorý nosí kvarky, zmizne.
Odvážne vyhlásenie Docelo potriasol vedeckú komunitu, ale vyzerala celkom rozumne. Takže mnohé predtým pracované modely museli hodiť a vytvoriť vytváranie nových. Našťastie je podstatou vedeckej metódy vedomostí v neustálom overovaní výsledkov. Preto nedávno, nový experiment na kapacitách je všetko rovnaké Fermilab. A vážne opravil kolegov, ktorí dostali viac ako 20 rokmi.
Výsledkom tejto skúsenosti sú publikácia v peer-recenzovanom časopise, ktorú pripravil veľký medzinárodný tím fyzických látok. Zúčastnili sa špecialistov z popredných technologických výskumných ústavov, izraelských a japonských technologických výskumných ústavov, ako aj najväčších fyzických laboratórií Spojených štátov a Japonska. Hlavné dátové pole sa zozbieralo pri urýchľovači Fermilab v experimente E-906 / Seaquest.
Keď dva protóny sa zrazia s dostatočne vysokými energiami, kvarky v nich navzájom komunikujú. Alebo skôr kvark jedného protónu zničil s antosustom iného alebo naopak. Jednoducho povedané, "polievky" sú zmiešané. Výrobok takejto zničenia bude virtuálny (to znamená, že nie je možné zistiť priamo) fotónu alebo z-boson, ktorý sa takmer okamžite prelomí na pár opačne nabitých muónov. To je chytením týchto častíc detektormi, vedci posudzujú charakteristiky interagujúcich kvarkov.
Pre experiment, banda protónov s energiou 120 gigaelectronvolt (nie záznam, ale veľa), zameraný na cieľ kvapalného vodíka a deutéria (spočívajú najmä z protónov). Ak chcete opraviť len mióny a filtrovať akékoľvek iné častice častíc, medzi cieľmi a detektormi umiestnili päťmetrovú železnú stenu. Výsledky boli impozantné: Asymetria opísaná trochu vyššie bola zachovaná pre kvarky, ktorá sa uskutočnila o 10% viac pulzu celej suberomickej častice.
Samozrejme, že to nie je hlasná revolúcia vo fyzike, ale vážne experimentálne potvrdenie viacerých teórií a žiadosť o úpravu druhých. Jedným alebo iným spôsobom, vedci ešte ďalej rozšírili pochopenie protónovej štruktúry. A to bude ďalej prinášať svoje ovocie v rôznych oblastiach vedy a techniky: z kozmológie s astronómiou a fyzikou k chémii, medicíne a materiálov vedy.
Zdroj: Nahá veda