Dziwny widok cząstek wewnątrz protonu renderowany jak nigdy dotąd: ScienceAlert

the protony I neutrony Jądra atomowe składają się z trzech mniejszych podstawowych cząstek zwanych kwarkami.

Nowe badania pozwoliły ustalić bezprecedensowe szczegóły rozmieszczenia różnych typów kwarków w a protonposzerzając naszą wiedzę na temat tej niezwykle ważnej części atomu.

Chociaż krajobraz kwantowy w protonach to gorący bałagan kwarków i ich antykwarków pojawiających się i znikających, istnieje ogólna dominacja „smaków” nad innymi; Dwa kwarki górnosmakowe i jeden kwark dolny.

Kierowany przez fizyka teoretyka Shohini Bhattacharya z Brookhaven National Laboratory zespół naukowców stworzył mapę o najwyższej jak dotąd rozdzielczości. Smaki twarogu.

Nasze obliczenia pokazują, że kwark górny jest bardziej równomiernie rozłożony i rozciąga się na mniejszą odległość niż kwark dolny. On mówi Fizyk teoretyczny Swagato Mukherjee z Brookhaven Lab.

Wyniki naukowców wskazują, że kwarki górny i dolny wpływają na proton w różny sposób pod względem energii wewnętrznej, spinu i różnych innych właściwości. To z kolei pomoże w analizie przyszłych podstawowych eksperymentów fizycznych.

Grafika przedstawia proton poruszający się z prędkością bliską prędkości światła w kierunku obserwatora, z przestrzennym rozkładem pędu górnego (lewego) i dolnego (prawego) kwarku w protonie. (Narodowe Laboratorium Brookhaven)

Można o tym myśleć jako o badaniu worka kulek: worek to proton, a kwarki to kulki utrzymywane luźno na miejscu przez działające siłą cząstki „gluonu”. W badaniach określono wzajemne oddziaływanie tych sfer.

Różnorodność Zaawansowane techniki analityczne Używano ich do odbijania rozproszonego światła z powrotem do cząstek i obliczania ich zmian pędu. Wcześniej takie obliczenia zakładały, że zmiany pędu będą równe przez cały czas, ale obliczenia zespołu potwierdziły coś innego.

To pozwoliło im zmierzyć więcej zdarzeń rozpraszania z większą precyzją bez zwiększania mocy obliczeniowej. Następnie zastosowali swoje dokładniejsze wyniki w modelach, aby uzyskać więcej informacji.

„Aby uzyskać szczegółową mapę, musimy przeanalizować kilka oddziaływań rozpraszających, które obejmują różne wartości zmiany pędu protonu” On mówi Bhattacharya.

Co niewiarygodne, interakcje kwarków górnych i dolnych stanowiły mniej niż 70 procent spinu protonu (worka). Wskazuje to, że gluony odgrywają większą rolę niż wcześniej zakładano.

READ  Najstarsza znana galaktyka spiralna po raz pierwszy zaobserwowana w badaniach astronomicznych z pofalowaniami przypominającymi kałuże: ScienceAlert

Jedną z głównych zastosowanych technologii była siatka Chromodynamika kwantowa (QCD), który umieszcza kwarki na czterowymiarowej strukturze w celu ich precyzyjnego modelowania z niewielką pomocą superkomputera. Oceniane są wszystkie możliwe interakcje, a następnie dla każdej z nich opracowywane są różne możliwości.

W końcu zespołowi udało się zmapować ten worek kulek z około 10 razy większą dokładnością niż poprzednie wysiłki. Jeśli chodzi o taką podstawową fizykę, wyższa rozdzielczość może mieć znaczenie.

Naukowcy wciąż dowiadują się więcej o kwarkach io tym, w jaki sposób te fundamentalne cząstki stanowią podstawę większości tego, co widzimy we wszechświecie.

Planowane są już dalsze eksperymenty na nowych kontach Ciągły akcelerator wiązki elektronów (CEBAF) i zderzacz jonów elektronów (EIC) – Eksperymenty, które przyjrzą się fundamentalnym prawom natury i samej materii. Eksperymenty te powinny pomóc zweryfikować modele opracowane w ramach tego badania.

„Te dwie uzupełniające się rzeczy – teoria i eksperyment – ​​muszą zostać połączone, aby uzyskać pełny obraz protonu” On mówi Fizyk Joshua Miller z Temple University.

Badania opublikowane w ocena fizyczna d.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *