Nükleer bilim adamları, proton yapısının mevcut tanımının mükemmel olmadığını onayladılar. Protonun elektrik polarize edilebilirliğinin yeni hassas ölçümüne göre, protonun yapısına ilişkin sondalardaki verilerde bir artış oldu. ABD Enerji Bakanlığı Thomas Jefferson Ulusal Hızlandırıcı Tesisi.
Bir protonun yapısının bir ortamda nasıl deforme olduğunun hassas ölçümü Elektrik alanı proton verilerinde açıklanamayan bir artış hakkında yeni ayrıntılar ortaya çıkardı. Protonun elektrik polarize edilebilirliğinin boyutları, protonun ne kadar duyarlı olduğunu ortaya koymaktadır. proton bir elektrik alanında deformasyon veya esnemedir. Ayrıca anomalinin varlığını doğruladı ve kökeni hakkında soru işaretleri uyandırdı.
Ek olarak, protonun elektriksel polarize edilebilirliğinin kesin bir değerlendirmesi, protonun çeşitli açıklamaları arasındaki boşluğu doldurmaya yardımcı olabilir. Bir proton, tek bir opak parçacık veya aşağıdakilerden oluşan bileşik bir parçacık gibi görünebilir. üç kuark nasıl araştırıldığına bağlı olarak güçlü bir kuvvet tarafından bir arada tutulur.
Yeni makalenin ilk yazarı ve Temple Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan Ruonan Li, şunları söyledi: “Protonun alt yapısını anlamak istiyoruz. Ve bunu ortasında üç dengeli kuark bulunan bir model gibi hayal edebiliriz. Şimdi, protonu elektrik alanına koyun. Kuarkların pozitif veya negatif yükleri vardır. Zıt yönlerde hareket edeceklerdir. Böylece, elektrik polarize edilebilirliği, ne kadar kolay olduğunu yansıtır. Elektrik alanı protonu bozacaktır.”
Nükleer bilim adamları, bu bozulmayı incelemek için sanal Compton saçılması olarak bilinen bir teknik kullandılar. Jefferson Lab'ın Sürekli Elektron Demeti Hızlandırıcı Tesisi'nden titizlikle düzenlenmiş bir güçlü elektron demeti ile başlar. Elektronlar protonlara çarparak gönderilir.
Sanal Compton saçılmasında, elektronlar enerjik bir foton veya ışık parçacığı yayarak diğer parçacıklarla etkileşime girer. Elektronun enerjisi, yaydığı fotonun enerjisini belirler ve bu aynı zamanda fotonun diğer parçacıklarla nasıl etkileştiğini de belirler.
Daha enerjik fotonlar, protonlarından biriyle etkileşim kurmak için protonun içine ateş edecek. kuarklar, daha düşük enerjili fotonlar protonun yüzeyinden seker. Teoriye göre, bu foton-kuark etkileşimleri düşükten yükseğe doğru çizildiğinde düzgün bir eğri görünecektir.
Temple Üniversitesi'nde fizik doçenti ve deneyin sözcüsü olan Nikos Sparveris, bu basit resmin incelemeye dayanmadığını söyledi. Ölçümler bunun yerine henüz açıklanamayan bir şişlik ortaya çıkardı.
"Kutuplaşabilirliğin büyüklüğünde bazı yerel gelişmeler olduğunu görüyoruz. Beklendiği gibi, enerji arttıkça polarize edilebilirlik azalır. Ve bir noktada, düşmeden önce geçici olarak tekrar yükseliyor gibi görünüyor. Mevcut teorik anlayışımıza göre, çok basit bir davranış izlemelidir. Bu basit davranıştan sapan bir şey görüyoruz. Ve şu anda kafamızı karıştıran gerçek bu.”
"Teori, daha enerjik elektronların, proton yapmak için kuarkları birbirine bağladığı için güçlü kuvveti daha doğrudan araştırdığını tahmin ediyor. Nükleer fizikçilerin şimdi protonun kuarklarında doğruladıkları sertlikteki bu tuhaf artış, güçlü kuvvetin bilinmeyen bir yüzünün iş başında olabileceğine işaret ediyor.”
"Bu noktada gözden kaçırdığımız bir şey var. Proton, doğada kararlı olan tek bileşik yapı taşıdır. Dolayısıyla, burada temel bir şeyi kaçırıyorsak, bunun tüm fizik için çıkarımları veya sonuçları vardır.”
Fizikçiler dedi ki, "Bir sonraki adım, bu anomalinin ayrıntılarını ortaya çıkarmak ve diğer sapma noktalarını kontrol etmek ve anomalinin kaynağı hakkında daha fazla bilgi sağlamak için hassas sondalar yapmak."
Sparveriler şuraya, "Ayrıca bu geliştirmenin şeklini tam olarak ölçmemiz gerekiyor. Şekil, teoriyi daha fazla aydınlatmak için önemlidir.”
Dergi Referans:
- Li, R., Sparveris, N., Ataç, H. ve ark. Ölçülen proton elektromanyetik yapısı teorik tahminlerden sapmaktadır. Tabiat (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05248-1
