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.
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.
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.
