Informacija

Znanstvenici su možda razriješili 35-godišnju kvantnu misteriju

Znanstvenici su možda razriješili 35-godišnju kvantnu misteriju

DepositFotografije

Čini se da su znanstvenici napokon otkrili odgovor na 35 godina staru misteriju zašto se čini da se kvarkovi - građevni blokovi protona i neutrona, zajednički nazvani nukleoni - usporavaju spajanjem u atomsku jezgru, navodi se u izvještaju LiveScience .

Jake snage, kvarkovi i EMC efekt

Tijekom 35 godina znanstvenici su pokušavali i nisu uspjeli shvatiti zašto se kvarkovi usporavaju do drastične mjere nakon što uđu u atomsku jezgru. Razlog zašto je ovo posebno mučno za znanstvenike je taj što su kvarkovi nukleona međusobno povezani gluonima i kojima upravlja ono što je poznato kao jaka sila koja je otprilike 100 puta moćnija od elektromagnetske sile koja drži elektrone u orbiti oko atomska jezgra i veže samu atomsku jezgru.

VIDI TAKOĐE: KRETANJE KVANTNIH ČESTICA PROMATRANIH U VISOKOJ REZOLUCIJI

To je jaka sila koja velikom većinom upravlja unutarnjim zamahom nukleonskih kvarkova, pa ne bi trebalo biti važno brzinom kvarkova čine li ili ne slobodni nukleon ili nukleon koji je dio atomske jezgre, ali znanstvenici imaju vidio da se čini da je to slučaj.

To je ono što je poznato kao EMC efekt, nakon Europske suradnje s muonima u CERN-u, koji ga je prvi put otkrio 1983. godine, i dosljedno prkosi pokušajima fizičara da objasne.

Korelirani parovi

Čini se da je CLAS Collaboration, međunarodni tim znanstvenika, pronašao odgovor na misterij EMC-a. Njihova istraživanja, objavljena u časopisu Priroda ovog mjeseca, usredotočen na proučavanje nečega poznatog kao "korelirani parovi" nukleona.

Iako je nukleon zapravo samo sustav od tri vezana kvarka u svemiru, ti sustavi uglavnom ostaju u svom džepu i ne napadaju prostor drugog nukleona. Ponekad će ta dva džepa doći u "kontakt" i preklopiti se jedno drugo vrijeme prije ponovnog odvajanja. Kad se to dogodi, kaže se da su to korelirani parovi kratkog dometa (SRC).

Istraživači su otkrili da je ovo preklapanje možda jako povezano s primijećenim EMC učinkom. Čini se da njihovi podaci pokazuju da se kvarkovi nukleona nakon svega ulaska u jezgru ne usporavaju, već samo kvarkovi para SRC.

Kad par nukleona postane koreliran, relativno velika količina energije koja pokreće jake sile dva nukleona počinje teći između sustava kvarkova svakog nukleona, uzrokujući poremećaj u njihovom zamahu. Čini se da je ovaj poremećaj toliko izražen da iskrivljava podatke o brzini kvarkova u atomskoj jezgri.

Matematika koju su istraživači razvili u svom istraživanju pokazuje da bi razmjena energije između neutronsko-protonskog SRC-a objasnila opaženi EMC-efekt, prema Geraldu Feldmanu, koji je napisao članak u Priroda o objavljenoj studiji, ali koji nije sudjelovao u istraživanju CLAS Collaboration.

"CLAS Collaboration upotrijebio je podatke o raspršivanju elektrona uzete u laboratoriju Jefferson da bi uspostavio vezu između veličine EMC efekta i broja neutronsko-protonskih SRC parova u određenoj jezgri", piše Feldman.

„Ključna značajka rada je izdvajanje matematičke funkcije koja uključuje učinak parova SRC na presjek raspršenja i koja se pokazuje neovisnom o jezgri. Ova univerzalnost pruža snažnu potvrdu korelacije između EMC učinka i neutronsko-protonskih SRC parova. "


Gledaj video: After watching this, your brain will not be the same. Lara Boyd. TEDxVancouver (Listopad 2021).