Pozorování fyziky v nejmenším měřítku je náročné: částice jsou často přechodné a síly, které řídí jejich chování, jsou téměř nepostřehnutelné. Ale nyní, využitím desetiletí starých dat a 50 let staré předpovědi o vlivu gravitace na subatomární částice, tým fyziků odvodil míru druhé mechanické vlastnosti protonu.
Pojďme na chvíli zpomalit. Proton je částice, která tvoří atom s neutrony a elektrony. Samotné protony se skládají z menších částic zvaných kvarky. Tyto kvarky drží pohromadě silná síla, která je jednou z… Čtyři základní síly. (Další tři jsou gravitace, slabá síla a elektromagnetismus.) Posledně jmenovanému týmu se podařilo změřit rozložení silné síly uvnitř protonu a odhalil smykové napětí na kvarcích protonu.
„Na svém vrcholu je to síla větší než čtyři tuny, kterou by člověk musel aplikovat na kvark, aby ho odtáhl od protonu,“ řekl Volker Burkert, hlavní vědec Jefferson Laboratory a hlavní autor studie. laboratoř zahájení.
zveřejněno V Reviews of Modern Physics práce pokračuje A Qiyas 2018 Z vnitřního tlaku protonu. Data, která tým studoval, pocházela z experimentů provedených v Jefferson Laboratory's Continuous Electron Beam Accelerator Facility, neboli CEBAF, a výzkumníci k měření použili něco, co se nazývá „hluboký virtuální Comptonův rozptyl“ (DVCS). V DVCS je vysokoenergetický elektron poslán k cílovému vodíkovému protonu. Kvark uvnitř protonu emituje foton, který nese informaci o vlastnostech kvarku. DVCS také poskytuje informace o účincích gravitace na hmotu Myšlenka byla vyvinuta na počátku roku 2000 Od fyzika Maxima Polyakova.
„Tento teoretický průlom prokázal vztah mezi měřením hypotetického hlubokého Comptonova rozptylu a gravitačního tvarového faktoru.“ Poprvé jsme toho byli schopni použít a extrahovat tlak, což jsme udělali v Nature paper v roce 2018, a nyní normálová síla a smyková síla,“ dodal Burkert.
Sběr dat byla náhoda. Tým se snažil provést 3D zobrazení rozptylu, ale přitom shromáždil data, která odhalila, jak silná síla ovlivňuje vnitřek protonu.
„Podle mého názoru je to jen začátek něčeho mnohem většího, co přijde,“ uvedla ve stejné zprávě spoluautorka studie Latifa Ouadriri, výzkumnice z Jefferson Lab. „Opravdu to změnilo způsob, jakým přemýšlíme o struktuře protonu.“
Metoda rozptylu může výzkumníky navést k vlastnostem protonů „zakódovaných v gravitačních formových faktorech“, jak je výzkumníci popisují. 2023 Dlouhodobý plán pro jadernou vědu. Jinými slovy, DVCS by mohl být způsob, jak objevit novou fyziku. Dále tým plánuje provést nová měření velikosti protonu.
více: 10 let po objevení Higgsova bosonu, co je další velká věc ve fyzice?
„Obhájce Twitteru. Zombie fanatik. Hudební fanoušek. Milovník cestování. Webový expert. Pivní guru. Kávový fanatik.“
