Noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, sinimulan ng mga siyentipiko na ang mga elementaryong elementarya - ang proton at neutron ay hindi gaanong simple. Hindi lamang sila binubuo ng mas maliit na "brick", ngunit ang patuloy na kumplikadong pakikipag-ugnayan ng mga pangunahing mga particle ay nagaganap pa rin sa loob ng mga ito. Kaya, ayon sa mga resulta ng pag-aaral ng istraktura ng proton noong dekada 1960, ito ay nakabukas na ito ay binubuo ng tatlong bahagi, na pagkatapos ay tinatawag na Quarks.
Ang unang modelo ay nangangahulugan na sa proton - tatlong quarts: dalawang itaas at isa na mas mababa. Ang mga kamag-anak na taas na epithets ay ginagamit ng metaphorically physicists, makakatulong lamang sila upang gawing mas madali ang mga tuntunin at bahagyang mas malinaw. Ang pinasimple na modelo (ito ay tinatawag na ngayon - "walang muwang") na may tatlong quark sa proton nakatulong upang ipaliwanag ang maraming mga epekto na sinusunod sa panahon ng mga eksperimento. Pero hindi lahat.
Mamaya posible na itatag na ang pagkakaroon ng tatlong quarks ay hindi naglalarawan ng proton na istraktura. Kung sa madaling sabi, ang isang serye ng mga eksperimento sa malalim na di-mabisang banggaan ng mga particle na ito ay nagpakita na ang lahat ay mas kumplikado. Sa proton mayroong tatlong "pangunahing" quark (dalawang tuktok at isa na mas mababa), pati na rin ang maraming mga mag-asawa quark antiquarian, na patuloy na nangyari at annihile. Sa katunayan, ang isang positibong nucleon ay "sopas" mula sa underracticly interacting fundamental particle.
Ngunit sa kasong ito, lumitaw ang problema: Bakit sa bawat sandali ng oras tatlong quark sa loob ng proton walang pares sa anyo ng antiquark? Sinasalungat nito ang maraming mga kalkulasyon ng teoretikal at mukhang sobrang hindi likas sa mga tuntunin ng pisika. Sa totoo lang, ang tanong sa itaas ay ang kakanyahan ng pangunahing kawalaan ng simetrya ng proton.
At kahit na wala ang kanyang pahintulot, kinakailangan pa rin upang linawin ang istraktura ng isang positibong nucleon, na nakikibahagi sa huling bahagi ng dekada ng 1990 ng NOSEA Collaboration (E866) batay sa National Acceleration Laboratory ng Enrico Fermi (Fermilab) sa United Unidos. Ang pisika ay nahaharap sa overclocked protons overclocked sa mataas na energies at naitala bakas ng naturang mga kaganapan. Pagkatapos ay posible na kumpirmahin ang kawalaan ng simetrya ng pamamahagi ng mga quark sa mga proton para sa isang medyo makitid na hanay ng mga quark ng pulses ng "ina" na maliit na butil. At batay sa data na ito, ang isang malayong isa ay ginawa at ipaalam sa halip na maging totoo, ngunit hindi pa rin nakumpirma sa pamamagitan ng halos isang forecast: sa iba pang mga saklaw, ang proton pulse, kawalaan ng simetrya, na isinusuot ng quark, ay mawawala.
Ang isang naka-bold na pahayag ay medyo shook sa pang-agham na komunidad, ngunit tumingin medyo makatwirang. Kaya ang isang bilang ng mga naunang nagtrabaho modelo ay dapat itapon at gawin ang paglikha ng mga bago. Sa kabutihang palad, ang kakanyahan ng siyentipikong paraan ng kaalaman ay patuloy na pag-verify ng mga resulta. Samakatuwid, medyo kamakailan lamang, ang isang bagong eksperimento sa mga kapasidad ay ang lahat ng parehong fermilab. At sineseryoso niyang naitama ang mga kasamahan na nakatanggap ng higit sa 20 taon na ang nakalilipas.
Ang mga resulta ng karanasang ito ay ang publikasyon sa peer-reviewed journal Nature, na inihanda ng isang malaking internasyonal na pangkat ng mga physicist. Ito ay dinaluhan ng mga espesyalista mula sa nangungunang Amerikano, Taiwanese, Israeli at Japanese Technological Research Institutes, pati na rin ang pinakamalaking pisikal na laboratoryo ng Estados Unidos at Japan. Ang pangunahing array ng data ay nakolekta sa Fermilab Accelerator sa loob ng E-906 / Seaquest Eksperimento.
Kapag ang dalawang proton ay nagbanggaan ng sapat na mataas na energies, ang mga quark sa kanila ay nakikipag-ugnayan sa bawat isa. O sa halip, ang Quark ng isang proton ay nakakuha ng isang anti-baybayin ng isa o kabaligtaran. Sa madaling salita, ang "soups" ay halo-halong. Ang produkto ng naturang paglipol ay magiging virtual (iyon ay, hindi ito maaaring makita nang direkta) poton o z-boson, na halos agad na masira sa isang pares ng mga opposely charged muons. Ito ay sa pamamagitan ng pagkuha ng mga particle na may detectors, hinuhusgahan ng mga siyentipiko ang mga katangian ng pakikipag-ugnay sa mga quark.
Para sa eksperimento, isang grupo ng mga proton na may enerhiya ng 120 gigaelectronvolt (hindi isang rekord, ngunit marami), na naglalayong target ng likidong hydrogen at deuterium (sila ay binubuo pangunahin mula sa mga proton). Upang ayusin lamang ang mga muons at i-filter ang anumang iba pang mga produkto ng colliding particle, sa pagitan ng target at detectors na inilagay ng limang metrong bakal na pader. Ang mga resulta ay kahanga-hanga: ang asymmetry na inilarawan medyo sa itaas ay napanatili para sa Quarks, pagdala ng 10% higit pa pulse ng buong subatomic maliit na butil.
Siyempre, ito ay hindi isang malakas na rebolusyon sa pisika, ngunit malubhang pang-eksperimentong kumpirmasyon ng isang bilang ng mga teorya at isang aplikasyon para sa pagsasaayos ng iba. Isang paraan o iba pa, pinalawak pa ng mga siyentipiko ang pag-unawa sa istraktura ng proton. At ito ay higit pang dalhin ang mga bunga nito sa iba't ibang larangan ng agham at teknolohiya: mula sa kosmolohiya na may astronomiya at pisika sa kimika, gamot at agham na materyales.
Pinagmulan: Naked Science.