Fyzici potvrdzujú bariéru v štruktúre protónov

Jadroví vedci potvrdili, že súčasná interpretácia protónovej štruktúry nie je správna. Nové presné meranie elektrickej polarity protónu viedlo k prelomu v údajoch o štúdiách štruktúry protónu. Národné urýchľovacie zariadenie Thomasa Jeffersona Ministerstva energetiky USA.

Presná miera toho, ako protónová štruktúra degeneruje Elektrické pole Proton odhalil nové podrobnosti o nevysvetliteľnom náraste údajov. Stupne elektrickej polarizácie protónu prezrádzajú, ako ľahko je ovplyvnený Proton Deformácia alebo natiahnutie v elektrickom poli. To potvrdilo existenciu anomálie a vyvolalo otázky o jej pôvode.

Okrem toho presný odhad elektrickej polarity protónu pomáha preklenúť medzeru medzi rôznymi popismi protónu. Zdá sa, že protón pozostáva z jednej nepriehľadnej častice alebo zmiešanej častice Tri kvarky Podľa toho, ako sa skúma, drží pohromade silná sila.

Ruonan Li, prvý autor nového článku a postgraduálny študent na Temple University, povedal: „Chceme pochopiť podštruktúru protónu. Môžeme si to predstaviť ako model s tromi symetrickými kvarkami uprostred. Teraz vložte protón do elektrického poľa. Kvarky majú kladné alebo záporné náboje. Pohybujú sa opačnými smermi.“ Ako ľahko sa teda odráža elektrická polarizácia? Elektrické pole rozkladá protón.“

Jadroví vedci použili na skúmanie tohto rozpadu techniku ​​nazývanú virtuálny Comptonov rozptyl. Začína sa jemne vyladeným lúčom silných elektrónov zo zariadenia na urýchľovanie kontinuálneho elektrónového lúča v Jefferson Lab. Elektróny sa zrážajú s protónmi a sú poslané preč.

Pri virtuálnom Comptonovom rozptyle elektróny interagujú s inými časticami vyžarovaním energetického fotónu alebo častice svetla. Energia elektrónu určuje energiu fotónu, ktorý emituje, čo tiež určuje, ako fotón interaguje s inými časticami.

Súčasne sú do protónu vystreľované energetickejšie fotóny Kvarkyfotóny s nízkou energiou sa môžu odraziť od povrchu protónu. Podľa teórie sa hladká krivka objaví, keď sa tieto interakcie fotón-kvark vykreslia od nízkej energie po vysokú energiu.

Nikos Sparveris, docent fyziky na Temple University a hovorca experimentu, povedal, že tento jednoduchý obrázok nie je vhodný pre štúdiu. Namiesto toho merania odhalili zatiaľ nevysvetliteľný hrbolček.

„Vidíme, že existujú určité miestne vylepšenia stupňa polarizácie. Ako sa očakávalo, polarizácia klesá so zvyšujúcou sa energiou. A v určitom bode sa zdá, že sa dočasne vráti hore, kým klesne. Na základe nášho súčasného teoretického chápania, malo by nasledovať veľmi jednoduché správanie. Odkláňa sa od tohto jednoduchého správania. Vidíme jednu vec, a to je to, čo nás teraz zmiatlo.

„Teória predpovedá, že vysokoenergetické elektróny priamo skúmajú silnú silu, keď sa kvarky spájajú za vzniku protónu. Tento zvláštny nárast tuhosti, ktorý teraz potvrdili jadroví fyzici v protónových kvarkoch, signalizuje, že neznámy aspekt silnej sily môže byť práca.

„Niečo nám v tomto bode chýba. Protón je jediný zložený stavebný blok, ktorý je v prírode stabilný. Takže ak nám tam niečo zásadné chýba, má to dôsledky alebo dôsledky pre celú fyziku.“

Fyzici hovoria, „Ďalším krokom je ďalej vysvetľovať detaily tejto anomálie a vykonať presné štúdie na overenie ďalších bodov odchýlok a poskytnúť viac informácií o zdroji anomálie.“

Sparveris povedal, „Musíme tiež presne zmerať tvar tohto vylepšenia. Tvar je dôležitý na ďalšie objasnenie teórie.“

Poznámka k denníku:

1. Li, R., Sparveris, N., Attock, H. a veľa ďalších. Nameraná protónová elektromagnetická štruktúra sa odchyľuje od teoretických predpovedí. Príroda (2022) DOI: 10.1038/s41586-022-05248-1