|
Выявили наличие аномалий в структуре протонов
|
|
|
|
Международный коллектив физиков открыл в ходе опытов на ускорителе CEBAF первые полноценные свидетельства того, что электромагнитная структура протонов не соответствует тому, как описывают это свойство частиц общепринятые теории ядерной физики. Об этом в среду сообщила пресс-служба Национальной ускорительной лаборатории Джефферсона (JLab).
|
|
|
|
"Текущие теории указывают на то, что протон должен вести себя очень простым образом во время электромагнитных взаимодействий. Мы открыли первые свидетельства того, что поведение частиц в реальности отклоняется от этих правил. Что-то явно упущено в теоретических выкладках, возможно, какое-то неизвестное проявление сильных ядерных взаимодействий, чье открытие резко изменит всю науку", - заявил доцент университета Темпл в Филадельфии (США) Никос Спарверис, чьи слова приводит пресс-служба JLab.
|
|
|
|
Почти все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы-барионы содержат в себе три кварка. Все эти частицы внутри барионов постоянно взаимодействуют друг с другом, а также с парами виртуальных кварков, спонтанно возникающих в пустоте вакуума.
|
|
|
Ученые уже несколько десятилетий пытаются понять, как распределены кварки внутри стабильных и нестабильных частиц и как их взаимодействия влияют на размеры, электромагнитные свойства и прочие характеристики частиц. Это крайне сложно осуществить из-за того, что кварки связаны друг с другом мощнейшими сильными ядерными взаимодействиями, не позволяющими отделить и изолировать субатомные частицы друг от друга.
|
|
|
|
Подтвержденные аномалии
|
|
|
|
По этой причине, как отмечают Спарверис и его коллеги, физик вынуждены изучать структуру протонов, нейтронов и прочих частиц косвенным образом, в ходе наблюдений за взаимодействиями "заточенных" внутри них кварков с электронами и частицами света. Недавние опыты такого рода указали на существование сразу нескольких аномалий, связанных с размерами протона и нейтрона, и их электромагнитной структурой.
|
|
|
|
Физики подтвердили существование одной из подобных аномалий, связанных с тем, как электрический заряд распределен внутри частицы. В прошлом ученые считали, что этот параметр легко просчитать, опираясь на свойства "верхнего" и "нижнего" кварков, из которых состоят протоны и нейтроны, однако еще в 2000 году европейские физики, работавшие с ускорителем MAMI, обнаружили намеки на то, что электромагнитная структура протонов может отличаться от этих теоретических предсказаний.
|
|
|
|
Спарверис и его коллеги проверили, существуют ли эти расхождения в ходе опытов на ускорителе частиц CEBAF в Лаборатории Джефферсона. Эта установка вырабатывает сверхчистые пучки электронов высоких и низких энергий, чем ученые регулярно пользуются для изучения структуры протонов. Для этого они "обстреливают" чан с жидким водородом при помощи потока электронов и наблюдают за последствиями взаимодействий носителей отрицательного заряда с кварками внутри протонов.
|
|
|
|
Последующие наблюдения за отклонениями в траекториях полета электронов, а также вспышками света, возникавшими в процессе их столкновения с протонами, подтвердили, что аномалии в электромагнитных свойствах протонов действительно существуют. Физики предполагают, что эти отклонения порождаются неизвестными проявлениями сильных ядерных взаимодействий, чье открытие и изучение раскроет истинную структуру протона, подытожили Спарверис и его коллеги.
|
|
|
|
Источник
|
