이전과는 전혀 다르게 렌더링된 양성자 내부 입자의 이상한 모습: ScienceAlert

그만큼 양성자 그리고 중성자 원자핵은 쿼크로 알려진 세 개의 더 작은 기본 입자로 구성됩니다.

새로운 연구는 이제 한 지역 내에서 다양한 유형의 쿼크 분포에 대한 전례 없는 세부 사항을 결정했습니다. 양성자원자의 매우 중요한 부분에 대한 이해를 넓혀줍니다.

양성자 내부의 양자 환경은 쿼크와 그 반쿼크가 튀어나와 존재하지 않는 뜨거운 엉망진창이지만, 일반적으로 다른 것보다 “맛”이 우세합니다. 2개의 상향 쿼크와 1개의 하향 쿼크.

Brookhaven 국립 연구소의 이론 물리학자 Shohini Bhattacharya가 이끄는 연구팀은 현재 두 지도 중 가장 높은 해상도의 지도를 만들었습니다. 쿼크 맛.

우리의 계산은 업 쿼크가 다운 쿼크보다 더 균일하게 분포되고 더 작은 거리에 퍼져 있음을 보여줍니다. 그는 말한다 Brookhaven Lab의 이론 물리학자 Swagato Mukherjee.

연구진의 결과는 업 쿼크와 다운 쿼크가 내부 에너지, 스핀 및 기타 다양한 속성 측면에서 양성자에 다르게 영향을 미친다는 것을 나타냅니다. 이것은 차례로 미래의 근본적인 물리학 실험을 분석하는 데 도움이 될 것입니다.

이것을 구슬 자루에 대한 연구로 생각할 수 있습니다. 자루는 양성자이고 쿼크는 힘을 가하는 ‘글루온’ 입자에 의해 제자리에 느슨하게 고정된 구슬입니다. 이 연구는 이러한 구체의 상호 작용을 결정했습니다.

다양한 고급 분석 기술 그들은 산란된 빛을 입자로 되돌리고 운동량의 변화를 계산하는 데 사용되었습니다. 이전에는 그러한 계산이 운동량의 변화가 전체적으로 동일할 것이라고 가정했지만, 팀의 계산은 그렇지 않다는 것을 확인했습니다.

이를 통해 컴퓨팅 성능을 높이지 않고도 더 정확하게 더 많은 산란 이벤트를 측정할 수 있었습니다. 그런 다음 더 정확한 결과를 모델에 적용하여 더 많은 통찰력을 얻었습니다.

“상세한 지도를 얻으려면 양성자 운동량 변화의 서로 다른 값을 포함하는 여러 산란 상호 작용을 분석해야 합니다.” 그는 말한다 Bhattacharya.

놀랍게도 위 쿼크와 아래 쿼크의 상호 작용은 양성자(가방) 스핀의 70% 미만을 차지했습니다. 이것은 글루온이 이전에 가정했던 것보다 더 큰 역할을 한다는 것을 나타냅니다.

사용된 주요 기술 중 하나는 그리드였습니다. 양자색역학 (QCD)는 슈퍼컴퓨터의 약간의 도움으로 쿼크를 4차원 구조에 배치하여 정밀하게 모델링합니다. 가능한 모든 상호 작용을 평가한 다음 각각에 대해 서로 다른 가능성을 해결합니다.

결국 팀은 이전 작업보다 약 10배 더 정확하게 이 구슬 주머니를 지도로 그릴 수 있었습니다. 이와 같은 기본 물리학을 수행할 때 더 높은 해상도가 모든 차이를 만들 수 있습니다.

과학자들은 여전히 ​​쿼크와 이 기본 입자가 우리가 우주에서 보는 많은 것의 토대가 되는 방법에 대해 더 많이 배우고 있습니다.

새 계정을 기초로 사용하는 추가 실험은 이미 계획되어 있습니다. 연속 전자빔 가속기 설비 (CEBAF) 및 전자 이온 충돌기 (EIC) – 자연과 물질 자체의 기본 법칙을 살펴보는 실험입니다. 이러한 실험은 이 연구에서 생성된 모델을 검증하는 데 도움이 됩니다.

“양자에 대한 완전한 그림을 얻으려면 이 두 가지 보완적인 것, 즉 이론과 실험이 결합되어야 합니다.” 그는 말한다 템플 대학의 물리학자 조슈아 밀러.

에 발표된 연구 물리적 검토 d.