Teknoloji

On Yıllardır Süren Deney, Her Protonun Kalbinde Tuhaf Antimadde Karışımı Buluyor

0

Evrenin en küçük matryoshka bebekleri gibi, atomlar da tipik olarak parçacıklar içindeki parçacıklar olarak modellenir – protonlardan ve nötronlardan oluşan bir çekirdek, bunlar da kuark adı verilen temel parçacıkların üçlüsünü içerir.

Bu basit metafor ne kadar uygun olursa olsun, bu atom altı parçacıklar içinde çalışan kuantum motoru, kuantum ekonomisinin anlaşılmaz bir defteridir: kuarklar ve antikuarklar toplanır ve birbirini götürür, ancak asla dengelenmez.

1990’ların başlarında, fizikçiler bu vızıldayan kuark faaliyeti kovanına bazı sayılar koymak için protonları parçalara ayırdılar, ancak bekledikleri dengenin garip bir şekilde çarpık olduğunu buldular.

Doğal olarak, sonuçlar şüpheye yer bıraktığından, iki kez kontrol yapılması gerekiyordu.

ABD’deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda (Fermilab) yapılan sonraki deneyler, parçacıkların momentumu dedektörlerin ölçebileceklerinin eşiğine kadar döndürüldüğünde tuhaf bir şeylerin devam ettiğini öne sürdü.

Böylece araştırmacılar yeni bir deney başlattı. SeaQuest olarak adlandırılan eski dedektörler ve yanıp sönen sintilatörlerden oluşan hodgepodge karışımı, protonların içinde her zamankinden daha büyük bir hassasiyetle sallanan kuarkların dibine ulaşmak için tasarlandı.

Ekibin parçacıkları parçalamak ve verileri incelemek 20 yılını aldı, ancak sonunda orada gerçekten olduğunu doğruladılar. dır-dir Her protonun içindeki antimaddede kafa karıştırıcı bir dengesizlik.

Kuarklar, yukarı ve aşağı, üst ve alt, çekicilik ve garip gibi sevimli isimler verilen çeşitli stillerde gelir. İki yukarı kuark ve bir alttaki kuark, güçlü nükleer kuvveti kullanarak birbirine yapıştığında, üçlüye bir proton deriz.

StandardModelParticlePhysicsLogo2

Basit açıklama bu. Bu üç parçanın gerçek doğası, bir fırtınada boğulan çok sayıda denizci gibi ortaya çıkan ve kaybolan yarı zamanlı parçacıkların köpüklü bir karmaşasıdır.

Sadece karmaşıklıklar eklemek için, bu kuark türlerinin her biri için tersi bir ayna var. Bir antikuark.

Bir tür kuark, antikuark eşleşmesiyle karşılaştığında, çift denizde kaybolur ve ardında bir fotonun sanal titreşimi bırakır. Bu foton aynı zamanda hızla değişerek, kaotik bir flaşta görünen ve kaybolan zengin bir parçacık ve antiparçacık kalıbı oluşturuyor.

ABD Departmanından fizikçi Paul Reimer, “Kuark-antikuark çiftlerinin geçici doğası, protonlardaki varlıklarını incelemeyi zorlaştırıyor, ancak bu deneyde, antikuarkların yok edilmesini tespit ettik ve bu da asimetri konusunda bize fikir verdi,” diyor ABD Departmanından fizikçi Paul Reimer Enerjinin Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan.

Yukarı ve aşağı kuarklar hemen hemen aynı kütleye sahip olduklarından, kaynayan kuantum sisinin her iki anti-parçacık muadilinin yaratılmasına öncelikli muamele vermemesi gerektiğini düşünmek için hiçbir sebep yoktur.

Uzaktan, sabit bir kuark üçlüsü görünümü vermek için iptaller bile dışarı çıkar. En azından teori buydu.

1990’ların başındaki bu deneyler, gerçekliğin biraz daha karmaşık olduğunu ortaya çıkardı; aşağı çeşidin daha fazla antikuarkı, fizikçilerin kuantum hesaplamalarında kafa karıştırıcı bir asimetri ile sonuçlanmasına neden oldu.

Bir açıklama, protonların pion adı verilen kuark-antikuark çiftlerinden birini yayarak – ve sonra hızla yeniden emerek – kısa bir süre nötronlara nasıl dönüştüğü konusunda yatıyor olabilir.

Öte yandan, çeşitli enerjilerle hareket eden bir kuark balonu gibi bir proton hayal edersek, bu momentumların varoluşa giren ve çıkan kuark türleri hakkında da söyleyecek bir şeyleri olabilir.

Milenyumun başlangıcından hemen önce, araştırmacılar kuark momentumları üzerinde deneyler yaptılar ve özelliklerini ölçmek ve tahmin etmek için daha geniş bir kapsam sağladılar.

Test, aygıtın sınırlarını zorlarken, kuarkın momentumu yeterince yüksek olduğunda, bu ‘NuSea’ verileri önerdi, bazı antikuark tatları gerçekten daha yaygın hale geldi. Sadece bu sefer yukarı olanlardı.

SeaQuest’in verileri bu sonuçlarla çelişiyor ve kuarkın momentumu ne olursa olsun, ölçülen en yüksek momentumda bile baskın olan aşağı antikuarklar olduğunu buluyor.

Bunlar, fizikçilerin protonun çalkantılı cesaretini tam olarak hangi modelin (eğer varsa) ayırmaya başlaması gereken türden veri türleridir.

Reimer, “Bir protondaki kuarklar ve bunların protonun özelliklerini nasıl ortaya çıkardığı konusunda hâlâ eksik bir anlayışa sahibiz” diyor.

Parçacık fiziğinde her zaman olduğu gibi, mesele çözülmeden önce çok daha fazla bilgiye ihtiyaç vardır. Her atomun kalbindeki bu nükleer matryoshka bebekleri henüz sırlarını açığa vurmakta o kadar hızlı değiller.

Bu araştırma yayınlandı Doğa.

.

Profesör

Yalancı lir: Erkek lir kuşları korkutucu yalanlarla daha fazla seks yapmaya çalışıyor: Araştırma Özeti

Previous article

İyi titreşimler yumuşak bir jeli güçlü kılar: Araştırmada Öne Çıkanlar

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Teknoloji