Protonai gali turėti daugiau žavesio, nei manėme, rodo nauji tyrimai.
Protonas yra viena iš subatominių dalelių, sudarančių atomo branduolį. Kad ir kokie maži protonai, jie susideda iš dar smulkesnių elementariosios dalelės žinomi kaip kvarkai, kurie būna įvairių „skonių“ arba tipų: aukštyn, žemyn, keistoki, žavūs, apačioje ir viršuje.
Paprastai manoma, kad protonas sudarytas iš dviejų aukštyn kvarkų ir vieno žemyn kvarko. Tačiau naujas tyrimas rodo, kad tai sudėtingiau.
Protonuose taip pat gali būti žavesio kvarko – elementariosios dalelės, kuri yra 1,5 karto didesnė už paties protono masę. Dar keisčiau, kai protone yra žavesio kvarko, sunkioji dalelė vis tiek neša maždaug pusę protono masės.
Visa tai lemia tikimybinis pasaulis Kvantinė fizika. Nors žavesio kvarkas yra sunkus, tikimybė, kad jis atsiras protone, yra gana maža, todėl didelė masė ir maža tikimybė iš esmės panaikina viena kitą.
Kitaip tariant, visos žavesio kvarko masės nepriima protonas, net jei žavesio kvarkas ten yra, „Science News“ pranešė.
Nors protonai yra esminiai jų struktūrai atomai – tai ir sudaro viską – jie taip pat labai sudėtingi.
Fizikai iš tikrųjų nežino pagrindinės protonų struktūros. Kvantinė fizika teigia, kad be žinomų kvarkų aukštyn ir žemyn, kartais kiti kvarkai gali virsti protonais, podcast’ui sakė Milano universiteto fizikas Stefano Forte. Gamtos instruktažas.
Forte buvo žurnale paskelbto naujo dokumento, kuriame pateikiami protonų žavesio kvarko įrodymai, bendraautorius. Gamta rugpjūčio 17 d.
Yra šeši kvarkų tipai. Trys yra sunkesni už protonus ir trys yra lengvesni už protonus. Žavingasis kvarkas yra lengviausias iš sunkiųjų partijų, todėl tyrinėtojai norėjo pradėti nuo to, kad išsiaiškintų, ar protone gali būti už save sunkesnis kvarkas. Jie tai padarė taikydami naują požiūrį į 35 metų daleles laužančius duomenis.
Susijęs: Kodėl fizikus domina paslaptingi didžiausio kvarko ypatumai
Norėdami sužinoti apie subatominių ir elementariųjų dalelių struktūrą, mokslininkai dalelių greitintuvuose, pvz., Didysis hadronų greitintuvasdidžiausias pasaulyje atomų laužytojas, esantis netoli Ženevos.
Mokslininkai, bendradarbiaujantys su ne pelno siekiančia NNPDF organizacija, surinko šiuos daleles sutriuškinančius duomenis nuo devintojo dešimtmečio, įskaitant eksperimentų, kuriuose fotonaielektronai, miuonai, neutrinas, s ir net kiti protonai buvo trenkiami į protonus.
Žvelgdami į šių susidūrimų šiukšles, mokslininkai gali atkurti pradinę dalelių būseną.
Naujajame tyrime mokslininkai visus šiuos susidūrimo duomenis perdavė mašininio mokymosi algoritmui, sukurtam ieškoti modelių be jokių išankstinių nuostatų, kaip gali atrodyti struktūros.
Algoritmas grąžino galimas struktūras ir tikimybę, kad jos iš tikrųjų gali egzistuoti.
Tyrimas parodė, kad „maža, bet ne nereikšminga“ galimybė rasti žavesio kvarką, Forte pasakojo „Nature Briefing“. Įrodymų lygis nebuvo pakankamai aukštas, kad mokslininkai galėtų paskelbti neginčijamą žavesio kvarko atradimą protonuose, tačiau rezultatai yra „pirmasis tvirtas įrodymas“, kad jo gali būti, sakė Forte.
Forte sakė, kad protono struktūra yra svarbi, nes norėdami atrasti naujas elementarias daleles, fizikai turės atskleisti nedidelius skirtumus tarp teorijų ir to, kas iš tikrųjų stebima. Tam reikalingi itin tikslūs subatominių struktūrų matavimai.
Kol kas fizikai vis dar reikia daugiau duomenų apie nepagaunamą protono „žavesį“. Ateities eksperimentai, tokie kaip planuojamas elektronų jonų greitintuvas Brukhaveno nacionalinėje laboratorijoje Uptone, Niujorke, gali padėti, „Science News“ sakė Timas Hobbsas, teorinis fizikas iš Fermilabo Batavijoje, Ilinojaus valstijoje.
Susijęs turinys:
Šį straipsnį iš pradžių paskelbė Gyvas mokslas. Skaityti originalus straipsnis čia.
