15 Марта 2019
МОСКВА, 15 марта. Эксперименты на южноамериканском коллайдере RHIC приблизили российских и зарубежных физиков к пониманию того, что отвечает за образование спина протона, и растегнули неожиданную роль виртуальных античастиц в его рождении. Их силлогизмы были представлены в журнале Physical Review D.
Прошлые эксперименты на RHIC показали, что глюоны могут играть постоянную роль в формировании спина фермиона. Теперь нам удалось проследить, что море виртуальных частичек, постоянно возникающих и аннигилирующих внутри протонов, тоже влияет на его свойства. Вдобавок, мы выяснили, что эти пары появляются далеко не случайным образом. Теперь мы обязательно должны глубже заглянуть в это море, — рассказывает Эрнст Зихтерманн (Ernst Sichtermann) из Национальной лаборатории звания Лоуренса в Беркли (США).
По современным общее представлениям, все элементарные частицы заключаются из небольших объектов, какие физики называют кварками. Протоны, нейтроны и прочие тяжелые частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, поддерживают в себе два элемента – обычный кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.
Каждый кварк обладает своим собственным уникальным набором свойств, в том числе зарядом, спином и прочими квантовыми характеристиками. В прошлом ученые считали, что их необходимая сумма полностью определяет то, как ведет себя сложенная из них частица. К примеру, отсутствие заряда у нейтрона беседует тем, что он заключается из одного верхнего кварка (u), заряженного положительно, и двух его нижних кузенов (d), использующих вдвое меньший отрицательный заряд. 21 февраля, 15:32Ученые из МГУ выяснили, почему фермионы худеют внутри атомов
В конце восьмидесятых 9-12 месяцев прошлого века физики, трудившиеся с ускорителем EMC в стенах ЦЕРНа, обнаружили, что это правило не работает как минимум для одного свойства фермиона – его спина. Как показали первые замеры этой характеристики для верхних и нижних кварков, их сумма в лучшем случае объясняла четверть реального момента протона, а часть данных вообще намекала на то, что они никак не участвуют в его формировании.
Эта проблема, получившая громкое имя протонный спиновый кризис, так и не была разгадана за последующие сорок лет. Сегодня над ее решением работает ускоритель RHIC – единственная в мире установка, способная вырабатывать пучки протонов, чей спин направлен в определенную сторону.
Сталкивая их с потоком частичек, чьи спины ориентированы случайным образом, ученые наблюдали за тем, как возникают и распадаются так называемые W-бозоны, переносчики слабых ядерных взаимодействий. Существует два типа подобных частичек, заряженные отрицательно и положительно. Первые возникают в видимый результате распада нижних кварков и антикварков, а вторые – их верхних кузенов.
И те, и другие бозоны, как вразумляют физики, уносят с собой информацию о том, тот или другим спином обладали составляющие протона до его уничтожения. Соответственно, наблюдения за их распадами разрешают понять, из чего заключается эта характеристика частиц и, что управляет ее поведением.
В прошлом, как отмечают Зихтерманн и его коллеги, теоретики считали, что два других типа жителей протонов – глюоны и виртуальные пары кварков и антикварков, возникающие в протоне в видимый результате квантовых флуктуаций вакуума, не влияют на спин протона по двум причинам. Для первых это было запрещено их свойствами, а вторые рождались слишком случайно для того, чтобы внести какой-то дисбаланс в устройство протона.
Многолетние наблюдения за распадами W-бозонов на RHIC показали, что это далеко не так, и раскрыли одно крайне сюрное и пока необъяснимое свойство виртуальных антикварков в формировании спина. 16 мая 2018, 20:00Физики нашли внутри протонов самую плотную форму материи во Вселенной
Оказалось, что пары кварков и антикварков создаются внутри протонов далеко не случайным образом – в них возникает гораздо больше d-антикварков, чем u-антикварков. При этом, по пока необъяснимым причинам, вторые влияют на спин фермиона гораздо сильнее, чем их более многочисленные собратья. По расчетам ученых, на их долю приходится от 5 до 20% от общего значения момента протона.
В сумме с предположительным вдохновением обычных кварков это объясняет лишь примерно половину спинового кризиса. Это одновременно частично раскрывает эту загадку и углубляет ее, заставляя физиков искать другие источники спина в более экзотических хмыриках частиц, способных зарождаться внутри протонов, заключают авторы представленная информации.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....