Нови експеримент је дао шансу да теорије већ одбацују да објасне основну асиметрију протона

Anonim
Нови експеримент је дао шансу да теорије већ одбацују да објасне основну асиметрију протона 2915_1
Нови експеримент је дао шансу да теорије већ одбацују да објасне основну асиметрију протона

Средином 20. века научници су почели да разумеју да основне честице - протон и неутрон нису тако једноставни. Они се не само да се састоје од више минијатурнијих "цигле", али у њима се и даље јављају сталне сложене интеракције основних честица. Према томе, према резултатима студија протонске структуре 1960-их, испоставило се да се састоји од три компоненте, које су се касније звали кваркови.

Почетни модел је значио да је у протону - три четвртине: два горња и једна нижа. Релативне епителе висине користе метафорички физичари, они помажу само да се услови олакшају и нешто јасније. Овај поједностављени модел (то је сада назван - "наиван") са три кваркова у протону помогла је да се објасне многе ефекте које се примећују током експеримената. Али не сви.

Касније је било могуће утврдити да присуство само три кварска није описала протонску структуру. Ако је укратко, низ експеримената у дубоко нееластичним сударима ових честица показало је да је све сложеније. У протону се налазе три "главна" кварк (два горња и једна доња), као и многи парови Куар, који се стално појављују и уништавају. То је, у ствари, позитивно језгро је "супа" од претрпљених интеракција основних честица.

Али у овом случају, проблем је настао: зашто у сваком тренутку времена три кваркова унутар протона не постоји пар у облику антикварка? То је у супротности са многим теоријским прорачунима и изгледа изузетно неприродно у погледу физике. Заправо, горе наведено питање је суштина темељне асиметрије протона.

Чак и без његовог одобрења, још увек је било потребно разјаснити структуру позитивног нуклеона, који је ангажован крајем 1990-их уградње НоСеа (Е866) на основу националног убрзања Лабораторија Енрица Фермија (Фермилаб) у Унитед Државе. Физика суочена са оверцлоцканим протонима оверцлоцкана је на велике енергије и снимљене трагове таквих догађаја. Тада је било могуће потврдити асиметрију дистрибуције кваркова у протоновима за релативно уски опсег кваркова импулса "мајчне" честица. И на основу ових података, далеки је направљен и пуштајући прилично веродостојно, али још увек није потврђено прогноза: у другим опсезима, протонски импулс, асиметрија, која је носила кварк, нестаће.

Порезна изјава прилично је одмахнала научна заједница, али је изгледала прилично разумно. Дакле, број претходно радних модела морао је да баца и направи стварање нових. Срећом, суштина научне методе знања је у сталној верификацији резултата. Због тога је сасвим недавно нови експеримент на капацитетима исти фермилаб. И озбиљно је исправио колеге добијене пре више од 20 година.

Нови експеримент је дао шансу да теорије већ одбацују да објасне основну асиметрију протона 2915_2
Шема процеса бушења - Иана. Кварк и антикварница (црвени) уништава, генеришући фотон (плави талас), који се затим претвара у пар супротности са оптуженим муони / © Викимедиа

Резултати овог искуства су објављивање на пееер-ови рецензираном часопису, која је припремила велики међународни тим физичара. Саставили су га специјалисти са водећих америчких, тајванских, израелског и јапанских технолошких истраживачких института, као и највеће физичке лабораторије Сједињених Држава и Јапана. Главни низ података прикупљен је на агремеринику Фермилаб у оквиру Е-906 / Сеакуест експеримента.

Када се два протона сударају са довољно високим енергијама, кваркови у њима међусобно комуницирају. Или боље речено, кварк једног протона уништава анти-обалу другог или обрнуто. Једноставно ставите, "супе" су мешане. Производ таквог уништења биће виртуелни (односно да се не може директно открити) фотон или З-БОСОН, који ће скоро одмах провалити у неколико супротности са оптужбом за оптужбе. То је хватањем ових честица са детекторима, научници суди карактеристике интеракције кваркова.

За експеримент, гомилу протона са енергијом 120 гигаелектронвоглта (а не запис, већ и много), усмјерена на циља течног водоника и деутеријума (они се састоје углавном од протона). Да бисте поправили само муне и филтрирајте било које друге производе са судањем честица, између циља и детектора поставили су зид гвожђе од пет метара. Резултати су били импресивни: асиметрија описана донекле горе је сачувана за кваркове, износила је 10% више импулса целе субатомске честице.

Нови експеримент је дао шансу да теорије већ одбацују да објасне основну асиметрију протона 2915_3
Фотографска сала са метом у којој долази протони сноп / © Ферми Национални акцелератор лабораторија

Наравно, ово није гласна револуција у физици, већ озбиљна експериментална потврда више теорија и пријаве за прилагођавање других. На овај или онај начин научници су и даље проширили разумевање протонске структуре. И то ће даље донети своје воће у разним областима науке и технологије: из космологије са астрономијом и физиком на хемију, медицину и науку о материјалима.

Извор: Гола наука

Опширније