Katikati ya karne ya 20, wanasayansi walianza kuelewa kwamba chembe za msingi - Proton na Neutron si rahisi sana. Hao tu hujumuisha "matofali" zaidi ya miniature, lakini mwingiliano wa mara kwa mara wa chembe za msingi bado hutokea ndani yao. Kwa hiyo, kwa mujibu wa matokeo ya tafiti ya muundo wa proton katika miaka ya 1960, ikawa kwamba ina vipengele vitatu, ambayo baadaye inaitwa Quarks.
Mfano wa awali unamaanisha kuwa katika proton - robo tatu: mbili juu na moja chini. Vipande vya urefu wa jamaa hutumiwa na fizikia ya kimapenzi, husaidia tu kufanya sheria rahisi na wazi kidogo. Mfano huu rahisi (sasa unaitwa sasa - "Naive") na quarks tatu katika Proton ilisaidia kuelezea madhara mengi yaliyozingatiwa wakati wa majaribio. Lakini si wote.
Baadaye iliwezekana kuanzisha kwamba kuwepo kwa quarks tatu tu hakuelezea muundo wa proton. Ikiwa kwa ufupi, mfululizo wa majaribio katika migongano ya undani ya chembe hizi ilionyesha kwamba kila kitu ni ngumu zaidi. Katika proton kuna tatu "kuu" quark (mbili juu na moja chini), pamoja na wanandoa wengi Quark Antiquarian, ambayo daima kutokea na kuangamiza. Hiyo ni kweli, nucleon nzuri ni "supu" kutoka kwa kuzingatia chembe za msingi.
Lakini katika kesi hii, tatizo limeondoka: kwa nini kila wakati wa muda wa quarks tatu ndani ya proton hakuna jozi kwa namna ya antiquark? Hii inapingana na mahesabu mengi ya kinadharia na inaonekana kuwa isiyo ya kawaida kwa suala la fizikia. Kweli, swali hapo juu ni kiini cha asymmetry ya msingi ya proton.
Na hata bila ruhusa yake, ilikuwa bado ni muhimu kufafanua muundo wa nucleon nzuri, ambayo ilikuwa kushiriki mwishoni mwa miaka ya 1990 ya ushirikiano wa NoseA (E866) kwa misingi ya maabara ya kasi ya Enrico Fermi (Fermilab) nchini United Mataifa. Fizikia walikabiliwa na protoni zilizopigwa overclocked overclocked kwa nguvu high na maelekezo ya kumbukumbu ya matukio kama hiyo. Kisha ilikuwa inawezekana kuthibitisha asymmetry ya usambazaji wa quarks katika protoni kwa aina nyembamba na quarks ya pulses ya "uzazi" chembe. Na kwa misingi ya data hii, moja ya mbali ilifanywa na kuruhusu kuaminika, lakini bado haijahakikishiwa kwa utabiri: katika safu nyingine, pigo la proton, asymmetry, ambao huvaliwa na quarks, itatoweka.
Taarifa ya ujasiri imeshuka jamii ya kisayansi, lakini inaonekana kabisa. Hivyo mifano kadhaa ya awali ilipaswa kutupa na kufanya uumbaji wa wapya. Kwa bahati nzuri, kiini cha njia ya ujuzi wa kisayansi ni katika ukaguzi wa mara kwa mara wa matokeo. Kwa hiyo, hivi karibuni, jaribio jipya juu ya uwezo ni sawa na fermilab. Na aliwahimiza wenzake walipokea zaidi ya miaka 20 iliyopita.
Matokeo ya uzoefu huu ni uchapishaji katika jarida la gazeti la rika, ambalo timu kubwa ya kimataifa ya fizikia imeandaa. Ilihudhuriwa na wataalamu kutoka kwa taasisi za utafiti wa Marekani, Taiwan, Israel na Kijapani, pamoja na maabara ya kimwili ya Marekani na Japan. Safu kuu ya data ilikusanywa kwenye Accelerator ya Fermilab ndani ya jaribio la E-906 / Seaquest.
Wakati protoni mbili zinakabiliwa na nguvu za kutosha, quarks ndani yao huingiliana na kila mmoja. Au tuseme, quark ya proton moja inaangamiza na kupambana na pwani ya mwingine au kinyume chake. Tu kuweka, "supu" ni mchanganyiko. Bidhaa ya kuangamizwa kama hiyo itakuwa virtual (yaani, haiwezi kuonekana moja kwa moja) Photon au Z-Boson, ambayo karibu mara moja kuvunja ndani ya michache ya kushtakiwa muons. Ni kwa kuambukizwa chembe hizi na detectors, wanasayansi kuhukumu sifa za quarks zinazoingiliana.
Kwa jaribio, kundi la protoni na nishati ya 120 gigaelectronvolt (sio rekodi, lakini mengi), kwa lengo la lengo la hidrojeni ya kioevu na deuterium (zinajumuisha hasa kutoka kwa protoni). Kurekebisha tu muons na chujio bidhaa nyingine yoyote colliding, kati ya lengo na detectors kuweka ukuta wa mita tano chuma. Matokeo yalikuwa ya kushangaza: asymmetry ilivyoelezwa kwa kiasi fulani hapo juu ilihifadhiwa kwa quarks, na kufanya 10% zaidi ya sufuria ya chembe nzima ya subatomic.
Bila shaka, hii sio mapinduzi makubwa katika fizikia, lakini uthibitisho mkubwa wa majaribio ya nadharia kadhaa na maombi ya marekebisho ya wengine. Njia moja au nyingine, wanasayansi hata walipanua ufahamu wa muundo wa proton. Na hii italeta matunda yake katika nyanja mbalimbali za sayansi na teknolojia: kutoka kwa cosmology na astronomy na fizikia kwa kemia, dawa na sayansi ya vifaa.
Chanzo: Sayansi ya Naked.