Informație

Oamenii de știință ar fi putut rezolva un mister cuantic de 35 de ani

Oamenii de știință ar fi putut rezolva un mister cuantic de 35 de ani

DepositPhotos

Oamenii de știință par să fi descoperit în cele din urmă răspunsul la misterul în vârstă de 35 de ani, de ce quark-urile - protoni și neutroni, numiți colectiv nucleoni - par să încetinească atunci când se îmbină într-un nucleu atomic, potrivit unui raport al LiveScience .

Forțe puternice, quarcuri și efectul EMC

Timp de 35 de ani, oamenii de știință au încercat și nu au reușit să înțeleagă de ce quark-ul încetinește într-o măsură drastică odată ce intră într-un nucleu atomic. Motivul pentru care acest lucru este deosebit de deranjant pentru oamenii de știință este că quark-urile nucleonului sunt legate între ele de gluoni și sunt guvernate de ceea ce se numește forța puternică, care este de aproximativ 100 de ori mai puternică decât forța electromagnetică care menține electronii pe orbită în jurul nucleul atomic și leagă nucleul atomic în sine.

VEZI ȘI: MISCAREA PARTICULELOR CUANTICE OBSERVATE LA ÎNALTĂ REZOLUȚIE

Forța puternică care guvernează în mod covârșitor impulsul intern al quark-urilor unui nucleon, deci nu ar trebui să conteze pentru viteza quark-urilor dacă alcătuiesc sau nu un nucleon liber sau un nucleon care face parte dintr-un nucleu atomic, totuși oamenii de știință au Am văzut că acest lucru pare să fie cazul.

Este ceea ce este cunoscut sub numele de efect EMC, după colaborarea europeană cu muon de la CERN, care l-a descoperit pentru prima dată în 1983 și a sfidat în mod constant încercările fizicienilor de a explica.

Perechi corelate

Colaborarea CLAS, o echipă internațională de oameni de știință, pare să fi găsit răspunsul la misterul EMC. Cercetarea lor, publicată în jurnal Natură luna aceasta, concentrat pe studierea a ceva cunoscut sub numele de „perechi corelate” de nucleoni.

Chiar dacă un nucleon este într-adevăr doar un sistem de trei quarcuri legați în spațiu, aceste sisteme rămân în general în propriul buzunar și nu invadează spațiul unui alt nucleon. Uneori, însă, aceste două buzunare vor intra în „contact” și se vor suprapune pentru o perioadă de timp înainte de a se separa din nou. Când se întâmplă acest lucru, se spune că sunt perechi corelate cu rază scurtă de acțiune (SRC).

Cercetătorii au descoperit că această suprapunere poate fi puternic legată de efectul EMC observat. Datele lor par să arate că quark-urile unui nucleon nu încetinesc odată ce intră într-un nucleu la urma urmei, ci doar quark-urile unei perechi SRC.

Când o pereche de nucleoni se corelează, cantitatea relativ mare de energie care alimentează forțele puternice ale celor doi nucleoni începe să curgă între sistemul de quark al fiecărui nucleon, provocând perturbarea impulsului lor. Această întrerupere apare atât de pronunțată încât distorsionează datele referitoare la viteza quark-urilor din nucleul atomic.

Calculele pe care cercetătorii le-au dezvoltat în cercetările lor arată că schimbul de energie între un neutron-proton SRC ar explica efectul EMC observat, potrivit lui Gerald Feldman, care a scris un articol în Natură despre studiul publicat, dar care nu au participat la cercetarea CLAS Collaboration.

„Colaborarea CLAS a folosit date de împrăștiere a electronilor luate la Jefferson Lab pentru a stabili o relație între mărimea efectului EMC și numărul de perechi SRC neutron-proton într-un nucleu dat”, scrie Feldman.

„O caracteristică cheie a lucrării este extragerea unei funcții matematice care include efectul perechilor SRC asupra secțiunii transversale de împrăștiere și care se arată că este independent de nucleu. Această universalitate oferă o confirmare puternică a corelației dintre efectul EMC și perechile SRC neutron-proton. ”


Priveste filmarea: Stiinta Si Religie - Oamenii de stiinta sunt religiosi sau nu Lv 2 (Octombrie 2021).