Vào giữa thế kỷ 20, các nhà khoa học bắt đầu hiểu rằng các hạt cơ bản - proton và neutron không đơn giản như vậy. Chúng không chỉ bao gồm nhiều "gạch" thu nhỏ hơn, mà các tương tác phức tạp liên tục của các hạt cơ bản vẫn xảy ra trong chúng. Do đó, theo kết quả nghiên cứu về cấu trúc proton trong những năm 1960, hóa ra nó bao gồm ba thành phần, sau đó được gọi là quark.
Mô hình ban đầu có nghĩa là trong proton - ba quarts: hai trên và một thấp hơn. Các biểu tượng chiều cao tương đối được sử dụng bởi các nhà vật lý ẩn dụ, họ chỉ giúp làm cho các thuật ngữ dễ dàng hơn và rõ ràng hơn một chút. Mô hình đơn giản hóa này (nó được gọi là "ngây thơ") với ba quark trong proton đã giúp giải thích nhiều hiệu ứng được quan sát trong các thí nghiệm. Nhưng không phải tất cả.
Sau đó, có thể thiết lập rằng sự hiện diện của chỉ có ba quark không mô tả cấu trúc proton. Nếu ngắn gọn, một loạt các thí nghiệm trong các va chạm không co giãn sâu sắc của các hạt này cho thấy mọi thứ phức tạp hơn. Trong proton có ba "quark" chính "(hai đỉnh và một thấp hơn), cũng như nhiều cặp vợ chồng cảm biến, liên tục xảy ra và annihile. Đó là, trên thực tế, một nucleon dương tính là "súp" từ các hạt cơ bản tương tác thiếu phân đạm.
Nhưng trong trường hợp này, vấn đề đã phát sinh: tại sao trong mỗi khoảnh khắc của thời gian ba quark bên trong proton không có cặp ở dạng antiquark? Điều này mâu thuẫn với nhiều tính toán lý thuyết và trông cực kỳ không tự nhiên về mặt vật lý. Trên thực tế, câu hỏi trên là bản chất của sự bất đối xứng cơ bản của proton.
Và ngay cả khi không có sự cho phép của ông, vẫn cần phải làm rõ cấu trúc của một hạt nhân dương, đã tham gia vào cuối những năm 1990 của sự hợp tác của NOSEA (E866) trên cơ sở phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia của Enrico Fermi (Fermilab) tại Hoa Kỳ tại Hoa Kỳ Những trạng thái. Vật lý phải đối mặt với các proton ép xung bị ép xung đến năng lượng cao và ghi lại dấu vết của các sự kiện như vậy. Sau đó, có thể xác nhận sự bất đối xứng của sự phân bố các quark trong các proton cho một phạm vi tương đối hẹp bằng quark của các xung của hạt "mẹ". Và trên cơ sở dữ liệu này, một vùng xa đã được thực hiện và để khá đáng tin cậy, nhưng vẫn không được xác nhận bởi thực tế là một dự báo: trong các phạm vi khác, xung proton, bất đối xứng, người mặc bởi quark, sẽ biến mất.
Một tuyên bố táo bạo khá rung chuyển cộng đồng khoa học, nhưng nhìn khá hợp lý. Vì vậy, một số mô hình đã làm việc trước đây đã phải ném và tạo ra những mô hình mới. May mắn thay, bản chất của phương pháp kiến thức khoa học là xác minh liên tục về kết quả. Do đó, gần đây, một thí nghiệm mới về năng lực là tất cả cùng một fermilab. Và ông nghiêm túc sửa các đồng nghiệp đã nhận được hơn 20 năm trước.
Kết quả của kinh nghiệm này là ấn phẩm trong tạp chí Gature được đánh giá ngang hàng, mà một nhóm vật lý quốc tế lớn đã chuẩn bị. Nó đã được các chuyên gia tham dự từ các viện nghiên cứu công nghệ Đài Loan, Đài Loan, Israel và Nhật Bản, cũng như các phòng thí nghiệm vật lý lớn nhất của Hoa Kỳ và Nhật Bản. Mảng dữ liệu chính được thu thập tại Fermilab Accelerator trong thí nghiệm E-906 / SeaQuest.
Khi hai proton va chạm với năng lượng đủ cao, quark trong chúng tương tác với nhau. Hoặc đúng hơn, quark của một proton tiêu diệt với một bờ biển chống bờ biển khác hoặc ngược lại. Chỉ cần đặt, "Súp" được trộn lẫn. Sản phẩm của sự hủy diệt như vậy sẽ là ảo (nghĩa là, nó không thể được phát hiện trực tiếp) Photon hoặc Z-Boson, gần như sẽ ngay lập tức đột nhập vào một vài muon bị buộc tội. Đó là bằng cách bắt những hạt này với các máy dò, các nhà khoa học đánh giá các đặc điểm của các quark tương tác.
Đối với thí nghiệm, một loạt các proton có năng lượng 120 gigaelectronvolt (không phải là một bản ghi, nhưng rất nhiều), nhằm vào mục tiêu của hydro lỏng và deuterium (chúng bao gồm chủ yếu từ các proton). Để chỉ sửa chữa muon và lọc bất kỳ sản phẩm va chạm hạt khác, giữa mục tiêu và máy dò đặt một bức tường sắt năm mét. Kết quả rất ấn tượng: Sự bất đối xứng được mô tả phần nào ở trên được bảo tồn cho quark, mang thêm 10% xung của toàn bộ hạt hạ nguyên sinh.
Tất nhiên, đây không phải là một cuộc cách mạng lớn về vật lý, nhưng xác nhận thử nghiệm nghiêm trọng về một số lý thuyết và một ứng dụng để điều chỉnh người khác. Bằng cách này hay cách khác, các nhà khoa học thậm chí còn mở rộng sự hiểu biết về cấu trúc proton. Và điều này sẽ tiếp tục mang lại thành quả của nó trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau: từ vũ trụ học với thiên văn học và vật lý đến hóa học, thuốc và khoa học vật liệu.
Nguồn: Khoa học khỏa thân