ev eşya depolama eşya depolama

Ana Sayfa / Bilim/Çevre / Hala proton hakkında bilmediğimiz çok şey var

Hala proton hakkında bilmediğimiz çok şey var

Nükleer fizikçi Evangeline Downie, protonun en sert bulmacalarından birini incelemeyi planlamamıştı.

Fakat fırsat kapıldığı zaman, Downie hayır diyemedi. “Bu proton ,” diye haykı sever. Atom devriminin bu mücevheri etrafında hâlâ dönen gizemler direnmek için çok titiz davranıyordu. Bol parçacıklar, evrendeki görünür maddenin çoğunu oluştururlar. “Biz onlardan imal edildik ve onları tam olarak anlamıyoruz” diyor.

Son yıllarda maddenin kalbinde derinlemesine derinlemesine düşünen birçok fizikçi, daha egzotik ve yabancı atom altı parçacıklara çekildi: mezunlar, nötrinolar ve meşhur proton olan ünlü Higgs bosonu değil.

Ancak nadir bulunanların en nadir olanını kovalamak yerine, Downie gibi bilim adamları, protonu her zamankinden daha yüksek bir hassasiyetle titizlikle inceliyorlar. Bu süreçte, bu proton meraklılarından bazıları, fizik alanındaki bilim adamlarının düşündüklerini düşündükleri problemleri çözmüşlerdir.

Şaşırtıcı bir şekilde, parçacığın en temel özelliklerinden bazıları tam olarak sabitlenmemiştir. Radyusunun son ölçümleri geniş bir farkla birbirlerine katılmıyor, örneğin büyülenmiş Downie. Aynı şekilde, bilim adamları, temel bir kuantum mülkü olan protonun dönüşünün kaynağını henüz açıklayamıyorlar. Ve bazı fizikçilerin, görünüşte ebedi parçacıkların sonsuza dek yaşayamayacağı konusunda derin ama doğrulanmamış şüpheleri vardır – protonlar bozunabilir. Böyle bir çürüme, doğanın birbirinden farklı güçlerini tek bir şemsiye altında birleştiren teoriler tarafından öngörülür. Ancak çürümeye henüz tanık olmamıştır.

Bir piramidin tabanı gibi, protonun fiziği, bilim insanlarının maddenin davranışı hakkında bildikleri şeylerin çoğunun temelini oluşturur. Washington DC’deki George Washington Üniversitesi’nden Downie, evrenin karmaşıklıklarını anlamak için “en basit sistemi bir anlamda başlatmak zorundayız” dedi.

Şeyleri boyutlandırma
Evrenin tarihinin birçoğu için, protonlar VIP’ler olmuştur – çok önemli parçacıklardır. Kozmosun, pozitif yüklü parçacıkların şekillenmesi için yeterince soğumasını takiben, Big Bang’den sadece saniyenin milyonlarcesini oluşturdular. Fakat protonlar yaklaşık 100 yıl önce, Ernest Rutherford, azotu radyoaktif olarak üretilen parçacıklar ile bombardıman ettiğinde, çekirdeği parçalayıp proton bırakarak kadar spot ışığına girmedi.

Tek bir elektronla konser halinde tek bir proton, evrende en bol element olan hidrojeni oluşturur. Her atomun çekirdeğinde bir veya daha fazla proton bulunur. Her elemanın, bir elementin atom numarası ile belirtilen eşsiz bir proton sayısı vardır. Güneşin çekirdeğinde, kaynayan protonlar yaşamın gelişmesi için gerekli ısı ve ışığı üretirler. Yalnız protonlar aynı zamanda kozmik ışınlar olarak bulunurlar, alandan hızla salınırlar, Dünya’nın atmosferi ile çarpışırlar ve elektronlar, muonlar ve nötrinolar gibi diğer parçacıkların duşlarını üretirler.

Kısacası, protonlar her yerde. Bu nedenle, bilim insanlarının küçük parçacıklarını anlamaları için küçük değişiklikler bile çok kapsamlı sonuçlar doğurabilir. Dolayısıyla, küçük ölçekte olmasına rağmen, nagging soruları, proton araştırmacılarını rahatsız edebilir.

Örneğin, protonun yarıçapında birkaç yüzde bir anlaşmazlık yoğun bir ilgi uyandırdı. Birkaç yıl önceye kadar bilim adamları kabul etti: Protonun yarıçapı yaklaşık 0.88 femtometre, yani 0.88 milyonuncu milyarda bir metreydi – haşhaş tohumunun yaklaşık bir trilyonu genişliği.

Ancak bu düzgün resim, Mayıs 2010’da Fransa’nın Les Houches kentindeki Basit Atomik Sistemler Hassas Fizik Konferansı’nda birkaç saatlik bir artış gösterdi. İki bilim adamı ekibi, protonun kesin boyutu olacağını düşündüklerini ortaya koyarak daha hassas yeni ölçümler sundu. Bunun yerine rakamlar yüzde 4 oranında itiraz etti ( SN: 7/31/10, s.7 ). MİT’in fizikçi Jan Bernauer, “İkimiz de aynı sayıyı almamızı bekledik, ikimiz de şaşırdık” diyor.

Tek başına, protonun yarıçapının hafifçe gözden geçirilmesi fiziği yükseltmez. Ancak yoğun çabalara rağmen, gruplar neden farklı sayılar elde ettiğini açıklayamıyor. Araştırmacılar, çıkmaza ilişkin basit açıklamaları ortadan kaldırdığından, uyuşmazlığın, kabul görmüş fizik ilkelerini parçalayabilecek ilk bir kırılma ipucu olup olamayacağını merak etmeye başladılar.

Her iki grup da protonu boyutlandırmak için farklı yöntemler kullandı. Almanya’nın Mainz kentindeki MAMI parçacık hızlandırıcısındaki bir deneyde Bernauer ve arkadaşları, protonların atmosferini, protonlara atıldığında ne kadar elektronun yörüngelerinin saptırıldığını ölçerek tahmin ettiler. Bu test, yaklaşık 0.88 femtometrenin beklenen yarıçapını buldu ( SN Online: 12/17/10 ).

Ancak, Almanya’nın Garching şehrindeki Max Planck Minimum Optik Enstitüsü’nden fizikçi Randolf Pohl önderliğindeki bir ekip, daha kesin yeni bir yöntem kullandı. Araştırmacılar, bir elektron tarafından değil, daha ağır bir kuzeni – bir muon ile birlikte bulunan bir proton olan muongik hidrojen oluşturdu.

İsviçre’deki Villigen’deki Paul Scherrer Enstitüsü’nde yapılan bir deneyde Pohl ve işbirlikçileri, muonları daha yüksek enerji seviyelerine çarpmak için lazerler kullandılar. Gerekli enerji miktarı, protonun büyüklüğüne bağlıdır. Daha büyük muon protona elektronlardan daha yakın kucaklaştığı için, muongik hidrojenin enerji seviyeleri protonun boyutuna sıradan hidrojene göre daha duyarlıdır ve elektron saçılım ölçümleri kadar 10 kat daha hassas ölçümler sağlar.

Pohl’un sonuçları, 0.841 femtometre ile diğer protonlardan daha belirgin bir proton yarıçapı önerdi. Bir proton ve çekirdeğinde bir nötron var – – muonic döteryum Takip ölçümleri de ortaya beklenenden daha küçük boyut , o ve işbirlikçileri geçen yıl bildirildi Bilim . Fizikçiler, iki ölçümün neden aynı görüşte olmadığını açıklamak için beyinlerini kırdılar. Deneysel hata sorumlu tutulabilir, ancak kimse kaynağı tespit edemez. Ve deneysel veriden yarıçapı hesaplamak için kullanılan teorik fizik sağlam görünüyor.

Şimdi, daha fazla tuhaf olasılıklar atıldı. Muonlarla etkileşime giren ancak elektronları değil, beklenmeyen yeni bir parçacık farkı açıklayamaz ( SN: 2/23/13, s.8 ). Bu devrimci olur: Fizikçiler elektronların ve muonların parçacık etkileşimlerinde aynı şekilde davrandıklarına inanırlar. MIT’deki teorik bir parçacık fizikçisi John Negele “Teorik fizikte çok kutsal bir ilkedir” diyor. “Kırılmış olduğuna dair kesin kanıt varsa, bu gerçekten temel bir keşiftir.”

Fakat kurulan fizik teorileri zor ölür. Pohl, fizik temellerini sallayarak “hayal ettiğim şey” diyor, ancak bunun gerçekleşmeyeceğini düşünüyorum. Bunun yerine, şüpheler uyuşmazlığın deneylere ya da teoriye yapılan küçük değişikliklerle açıklanması muhtemel.

Proton yarıçapının çekici gizemi, bazı diğer fizikçilerle laboratuarda yapılan sohbetlerde, konunun çözülmesine yardımcı olabilecek yaklaşmakta olan bir deneyin olduğunu öğrendi. Deneyin kurucuları ortak çalışanlar arıyordu ve Downie bandoya taşındı. 2018’den başlayarak Paul Scherrer Enstitüsünde yer alacak olan Muon Proton Dağılım Deneyi, ya da MUSE, hem elektronları hem de muonları protonlardan uzaklaştıracak ve sonuçları karşılaştıracaktır. Şu anda MUSE sözcüsü olan Downie, iki parçacığın farklı davranıp davranmadığını test etmenin bir yolunu sunuyor.

Bir dizi diğer deneyler devam ediyor veya planlama aşamalarında. Proport Radius Experiment veya PRad olan Scientists, Va. Newport News’daki Jefferson Laboratuvarı’nda Bernauer ve meslektaşlarının elektron saçıcı ölçümlerini iyileştirmeyi umuyorlar. PRad araştırmacıları verilerini analiz ediyor ve yakında proton yarıçapı için yeni bir sayıya sahip olmalı.

Fakat şimdiye kadar, protonun kimlik krizi, en azından boyutuyla ilgili olarak kalır. Bu, fizikçilerin en temel kuramlarından birinin aşırı duyarlı testleri için sorunlar ortaya koyuyor. Kuantum elektrodinamiği veya QED, kuantum mekaniği ve Albert Einstein’ın görelilik teorisini bir araya getiren teori, elektromanyetizmanın fizikini küçük ölçeklerde anlatıyor. Bu teoriyi kullanarak, bilim adamları, hidrojen atomları gibi kuantum sistemlerinin özelliklerini enfes bir ayrıntıla hesaplayabilir – şimdiye dek tahminler gerçekle uyuşur. Ancak bu hesaplamalar, protonun yarıçapı da dahil olmak üzere bazı girdiler gerektirir. Bu nedenle teoriyi daha katı testlere tabi tutmak için protonun boyutunu ölçmek bir zorunluluktur.

Doktorları döndürün
Bilim adamları nihayetinde protonun büyüklüğünü bozduklarında bile, anlamak için çok fazla şey kalmadı. Protonun bağırsakları derinlerine inin ve görünüşte basit parçacık karmaşıklığın kaleydoskop haline gelir. Her protonun etrafında çırpınma, kuark adı verilen parçacık üçlüsüdür: biri negatif yüklü “aşağı” kuark ve iki pozitif yüklü “yukarı” kuark. Flip tarafındaki nötronlar, iki aşağı kuark ve bir yukarı kuark oluşturmaktadır.

Ancak kuark-üçlü resim bile çok basit. Daima mevcut olan üç kuarka ek olarak, geçici partiküllerin kaotik bir sürüsü protonun içine dökülür. Ek kuarkların ve bunların karşımadde ortaklarının, antikaların, sürekli olarak varoluşa dönüşen, sonra birbirlerini yok eden evanescent throngs. Gluonlar, protonu bir arada tutan parçacık “tutkal”, parçacıklar arasında sakinleşir. Glüonlar güçlü nükleer gücün elçileridir, ki bu kuvarslar birbirlerini cesaretle cezbetmeye neden olan bir etkileşimdir.

Bu kaosun bir sonucu olarak, protonların ve nötronların özellikleri de üstesinden gelmek zordur. Bir özellik olan spin, onlarca yıldır dikkatli bir soruşturma başlattı ve hala çözülmedi. Kuantum parçacıkları neredeyse kabarcık bir hızda dolanıyor gibi görünüyor, Dünya ekseni etrafında dönüyor gibi. Bu dönme açısal momentum üretir – dönen bir nesnenin kalitesi, örneğin sürtünme yavaşlayana kadar üstten dönmesini sağlar. Dönme aynı zamanda protonları küçük mıknatıslar gibi davranır, çünkü dönen elektrik yükü manyetik bir alan oluşturur. Bu özellik, manyetik rezonans görüntüleme veya MRG olarak adlandırılan tıbbi görüntüleme prosedürünün anahtarıdır.

Fakat, kuantumun neredeyse her şeyinde olduğu gibi, karıştırılan bazı garip şeyler var: Gerçek bir dönme olmuyor. Kuarklar gibi temel parçacıkların sonlu bir fiziksel boyutu yoktur – bilim insanlarının bildiği kadarıyla – çeviremezler. Eğirilmesine rağmen parçacıklar yine de spinleri varmış gibi davranıyor ve bu da yalnızca belirli değerleri alabiliyor: ½ ‘lük tam katları.

Kuklalar ½’lik bir spine sahiptir ve gluonlar 1’lik bir dönüşe sahiptirler. Bu spinler, protonun toplam spinini elde etmeye yardım etmek için birleşir. Buna ek olarak, Dünya’nın kendi ekseni etrafında döndüğü ve güneşin etrafında dönmekte olduğu gibi, kuarklar ve gluonlar da protonun merkezi etrafında dönebilir ve bu da protonun toplam spinine katkıda bulunabilecek ek açısal momentum üretebilir.

Her nasılsa, kuantların ve gluonların proton içindeki spin ve yörünge hareketi ½’lik bir dönüş üretmek için bir araya gelir. Başlangıçta, fizikçiler açıklamalarının basit olacağını umuyorlardı. Önemli olan tek parçacıklar, her biri ½’lik bir dönüşe sahip olan, protonun üç ana kuarkıydı. Eğer bu döndürmelerden ikisi zıt yönde yönlendirilirse toplam ½ dönüş üretmek için birbirlerini iptal edebilirler. Ancak, 1980’li yıllardan başlayarak yapılan deneyler, “Bu resim gerçekten çok uzaktı” şeklindeydi. Vrije Üniversitesi Amsterdam’daki teorik yüksek enerjili fizikçi Juan Rojo. Şaşırtıcı bir şekilde, spinin sadece küçük bir kısmı kuarklardan geliyormuş gibi gözüküyordu, bilim insanlarını “dönme krizi” olarak anılan şeye özenle bakıyordu ( SN: 9/6/97, s.183 ). Nötron dönüşü de benzer şekilde gizemli bir hal aldı.

Bilim adamlarının bir sonraki önsezi, glukonların protonun spinine katkıda bulunmasıydı. Rojo, “Bu hipotezin doğrulanması çok zordu,” diyor. Nispeten Ağır İyon Çarpıştırıcısı, RHIC, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY’de bir parçacık hızlandırıcı üzerinde deneysel çalışmalara ihtiyaç duydu.

Bu deneylerde, bilim adamları polarize olan protonları çarptı: İki protonun dönüşleri ya karşıt yönde hizalanmış ya da sivrilmişti. Araştırmacılar bu çarpışmaların ürünlerini saydılar ve hizalı ve zıt spinler için sonuçları karşılaştırdılar. Sonuçlar, spinin ne kadarının glukonlardan geldiğini ortaya koydu. Rojo ve arkadaşları tarafından 2014 yılında Nuclear Physics B’de yayınlanan bir analize göre , gluonlar protonun spininin yaklaşık yüzde 35’ini oluşturuyor . Kuarklar yaklaşık yüzde 25’ini oluşturduğundan, yüzde 40’lık bir kesim hala hesaba katılmamaktadır.

Brookhaven’ın nükleer fizikçisi Elke-Caroline Aschenauer “Tüm döngülerin nasıl oluştuğundan kesinlikle emin değiliz” diyor. “Belki de bunun küçük bir kısmını anladık.” Her kuark veya gluon protonun enerjisinin belirli bir bölümünü taşır ve en düşük enerji kuarkları ve gluonları RHIC’de görülmez. Elektron-İyon Çarpıştırıcısı (belirlenecek yer) adı verilen önerilen bir çarpıştırıcı, bilim adamlarının ihmal edilen bölgeyi araştırmasına yardımcı olabilir.

Elektron-İyon Çarpıştırıcısı ayrıca bilim insanlarının, protonun spinine katkıda bulunabilecek kuvars ve gluonların hala ölçülmemiş yörüngesel hareketini haritalamasına izin verebilir.

Asi bir güç
Deneysel fizikçiler, protonun dönüşünü ve diğer şaşkınlıklarını çözmeye çalışırken teorik fizikten az yardım alırlar. Aschenauer, “Proton ilk prensiplerden hesaplayabileceğiniz bir şey değildir” dedi. Kuantum kromo-dinamikleri veya QCD – glukonlar tarafından iletilen kuarkla uyuşan güçlü kuvvetin teorisi – akıl almaz bir canavar. Bilim adamlarının teorinin denklemlerini doğrudan çözemediği çok karmaşıktır.

Güçlük, güçlü kuvvetin davranışıyla yatıyor. Kuarklar ve arkadaşları nispeten daha yakın oldukları sürece, mutlu olurlar ve istekte bulunan proton hakkında değirmen yapabilirler. Ancak yokluk kalbi daha da merak uyandırır: Kuvarslar uzaklaştıkça, ısrarla güçlü kuvvet bunları bir araya getirerek onları proton içerisine çeker. Bu davranış, kimsenin tek bir kuark izolasyonunda bulamadığını açıklar. Ayrıca, protonun özelliklerini hesaplamayı özellikle zorlaştırır. Doğru teorik hesaplamalar olmadan bilim adamları, protonun yarıçapının ne olması gerektiğini veya spin nasıl bölünebileceğini tahmin edemez.

Protonun matematürünü basitleştirmek için fizikçiler, dünyanın QCD kafes adlı bir teknik kullanırlar; burada, dünya, uzayda ve zamanda nokta ızgaralarından oluşturulduğunu düşünürler ( SN: 8/7/04, s. 90 ). Bir kuark, ızgarada bir noktada ya da başka yerde oturabilir, ancak aradaki boşluklarda bulunamaz. Zaman da aynı şekilde atlar. Böyle bir durumda, hesaplamalar hala güçlü süper bilgisayarlar gerektirse de, QCD daha yönetilebilir hale gelir.

Protonun spininin kafesli QCD hesaplamaları ilerleme kaydetmektedir, ancak hala birçok belirsizlik var. 2015 te teorik parçacık ve nükleer fizikçi Keh-Fei Liu ve arkadaşları, glukonlardan, kuarklardan ve kuarkların açısal momentumundan spin katkılarını hesaplayarak, Fiziksel Gözden Geçirme D sonuçlarını rapor ettiler . Hesaplamaları sonucunda, spinin yaklaşık yarısı, proton içindeki kuarkların hareketi, kuarkların spininden yaklaşık çeyrek, gluonlardan son çeyrek kadarıyla oluşur. Rakamlar deneysel ölçümlerle tam olarak uyuşmuyor, ancak anlaşılabilir – kafes QCD numaraları hala bulanık. Hesaplama, çeşitli yaklaşımlara dayanıyor, bu nedenle Lexington’daki Kentucky Üniversitesi’nden Liu “taş dökülmedi” diyor.

Bir protonun ölümü
Protonlar sonsuza dek yaşıyor gibi görünse de, bilim adamları uzun süredir ölümsüzlüğü sorgulamışlardır. Bazı popüler teoriler, protonların çürümesinin, uzun zaman ölçekleri üzerinden diğer parçacıkların içine parçalanmasını öngörür. Yine de yoğun araştırmalara rağmen, bu ölümün hiçbir ipucu gerçekleşmedi.

Büyük birleşik teori olarak bilinen bir fikirler sınıfı, protonların sonunda yenik düşeceğini öngörür. Bu teori, elektromanyetizmayı, güçlü nükleer kuvveti ve belirli radyoaktif bozulmalardan sorumlu zayıf nükleer kuvveti açıklayabilecek tek bir çerçeve yaratarak üç doğa kuvveti birleştirir. (Doğanın dördüncü kuvveti, yerçekimi, bu modellere henüz dahil edilmemiştir.) Böyle birleşik kuramlar altında, üç kuvvet son derece yüksek enerjilerde eşit güçlere erişmektedir. Bu enerjik koşullar, erken evrende – protonlar oluşmadan çok önce – Big Bang’den saniyenin trilyonlarcesinde bir trilyonuncu saniyenin yalnızca trilyonlarca birinde mevcuttu. Kozmos soğutulduğunda, bu kuvvetler, bilim insanlarının gözlemlediği üç farklı yönden ayrılırdı.

Stillwater’daki Oklahoma Devlet Üniversitesi’nden teorik yüksek enerjili fizikçi Kaladi Babu, “Birleşmenin benzeri şeylerin gerçekleşmesi gerektiği yönünde oldukça fazla kanıtımız var” diyor. Güçleri birleştirme itirazının ötesinde, büyük birleşik teori, fizikteki bazı merak uykularını açıklayabilir; örneğin, protonun elektrik yükü elektronun yükünü dengeler niteliktedir. Bir diğer avantaj ise, büyük birleşik teorilerdeki parçacıkların, örneğin, kuarklar elektronların akı halini almasıyla bir soy ağacını doldurmasıdır.

Bu teoriler altında, çürümeyen bir proton, pozitron (bir elektronun antimadde versiyonu) ve bir piyon olarak adlandırılan, sonunda küçültüp kuark ve antikokardan oluşan bir parçacık gibi diğer parçacıklara parçalanır. Eğer böyle büyük bir birleşik teori doğruysa ve protonlar bozulursa, proses çok nadir olmalı – protonlar yıkılmadan önce ortalama olarak çok uzun bir süre yaşıyor olmalıdır. Çoğu proton hızlı bir şekilde çürüyorsa, atomlar çok uzun süre sopa olmazdı ve yıldızları, gezegenleri – hatta insan vücudunu – oluşturan madde soldan ve sağdan ayrı düşecekti.

Protonlar, Big Bang’den hemen sonra beri 13,8 milyar yıl varoldu. Dolayısıyla, ortalama olarak çok uzun yaşarlar. Ancak parçacıklar daha uzun zaman ölçeğinde yok olabilir. Eğer bunu yaparlarsa, bilim adamları, bir kaç protonun eğrinin önündeki tozu ısırdığını görmek için bir çok parçacığı aynı anda izleyebilmelidir ( SN: 12/15/79, sayfa 405 ). Ancak, bozunan protonları araştırmak şu ana kadar boş buluyor.

Yine de arama devam ediyor. Çürüyen protonları avlamak için, bilim adamları, örneğin, Hida, Japonya’daki bir mayına, derin yeraltı yerlerine gidiyorlar. Super-Kamiokande deneyinde ( SN: 2/18/17, s.24 ), 50.000 metrik ton değerinde – tek bir protonun varlığını gözardı etmesini bekleyen dev bir su deposunu izliyorlar. Yaklaşık yirmi yıldır su deposunu izledikten sonra bilim insanları, 1 Ocak Fiziksel Gözden Geçirme D’ de , protonların ağırlıklı olarak bir pozitron ve piyona dönüştüğünü varsayarak, protonların ortalama 1,6 x 10 34 yıl daha yaşaması gerektiğini bildirdiler.

Proton ömrü üzerindeki deneysel sınırlar “teorisyenleri köşeye sıkıştırıyorlar” diyor Boston Üniversitesi’nden Ed Kearns, Super-K ile proton çürümesi araştırıyor. Yeni bir teori, bir Proton ömrünün Super-K’nin ölçtüğünden daha kısa olduğunu öngörürse, yanlış olur. Fizikçiler, Super-K’nin proton çürüğü kuraklığı ile uyumlu bir teori bulana kadar çizim tahtasına geri dönmelidirler.

Super-K’nin ölçümlerinin ardından ayakta duran pek çok büyük birleşik kuram, süper simetriyi içerir; bilinen her tanecik için bir başka, daha büyük ortak fikri bulunur. Bu teorilerde, bu yeni parçacıklar bulmacadaki ek parçalardır ve birbirine bağlı parçacıkların daha büyük bir soy ağacına uymaktadır. Ancak, supersimetriye dayanan teorilerin başı dertte olabilir. Babu, Avrupa parçacık fiziği laboratuarı CERN’de Cenevre’de bulunan, supersymmetry araştırmalarında boşa çıkmış parçacık hızlandırıcıya atıfta bulunarak, “Şimdi Large Hadron Çarpıştırıcısı’nda süper simetriyi tercih etmiş olurduk” diyor. ( SN: 10/1/16, s.12 ).

Hikaye, kenar çubuğundan sonra da devam ediyor

Dürüstlük yanlısı protonlar
Bilim adamları, proton ikilemlerinin bir kısmını yeni verilerle çözebilirler – örneğin, aşağıda bir Super-Kamiokande dedektöründen simüle edilen verilerdeki gibi, bir pozitrona ve iki foton çöktüğü bir protonun bulunması. Fakat keşif için bir sürü soru var.
Kuyruk mermileri neden protonda kalmaktadır? Bilim adamları, kuarkların kendi başına yaşamadıklarını gözlemlemekle birlikte kimsenin yapamayacaklarını matematiksel olarak göstermedi.

Kotalar ve gluonlar protonda nasıl düzenlenir? Örneğin, protonun eteklerinde merkezden daha çok glüonlar görülebilir.

Her kuark ve gluon, belirli miktarda proton enerjisini taşır. Bu enerji nasıl bölündü?

Elektrik yüklerinin yanı sıra, protonlar ve antiprotonlar da aynı görünür. Henüz ölçülmediği düzeyde farklı mı oluyor?

Fakat LHC’nin bulması için süper simetrik parçacıklar çok büyük olabilir. Üst simetriyi gerektirmeyen bazı büyük birleşik kuramlar hala geçerli kalmaktadır. Bu teorilerin versiyonları, önümüzdeki nesil deneylerin ulaşabileceği proton ömrünü belirtir. Bilim adamları Super-K’yi daha büyük bir su tankıyla Hyper-K ile takip etmeyi planlıyorlar. Lead, SD’deki eski bir altın madenine kurulması planlanan DUNE, su dedektörlerinin atlayabileceği parçacıklara bozunan protonları algılamak için sıvı argonu kullanacak.

Eğer protonlar çökerse, evren yaşlanınca zayıflayacaktır. Süper-K’a göre, 10 34 doğum gününden bir süre sonra , evren ışığın kısır bir denizine dönüşecek . Yıldızlar, gezegenler ve hayat yok olacak. Görünen ola- rak güvenilir protonlar verilirse, evrenin ölümünü bildiğimiz gibi heceleyebiliriz.

Her ne kadar protonlar sonunda tükenebilirse de, proton araştırmaları yakında stil dışı kalmayacak. Bilim adamları yarıçap, döndürme ve yaşam boyu ikilemleri çözse bile, daha fazla soru yığılacaktır – karmaşıklığı artıran kuantum parçacıklarını inceleyen labirent görevinin bir parçası, bilim insanlarının yakınlarını görünce. Downie, bu derin çalışmaların değerli olduğunu söylüyor. Kanıtlanamayan proton “her şeyin en temel yapı taşıdır” ve bunu anlayıncaya kadar başka hiçbir şeyi anlamadığımızı söyleyemeyiz. ”

Bu makale Science News’in 29 Nisan 2017 tarihli sayısında “Proton Bulmacası: Bir atom altı antropolojisi bir kimlik krizi geçiriyor” başlıklı yazısında yer alıyor.

Alıntılar :
A. Antognini ve ark. Muiyonik hidrojenin 2S-2P geçiş frekanslarının ölçümünden gelen proton yapısı . Bilim . Cilt. 339, 25 Ocak s. 417. doi: 10.1126 / bilim.1230016.

JC Bernauer ve ark. Protonun elektriksel ve manyetik form faktörleri . Fiziksel İnceleme C . Cilt. 90, 29 Temmuz 2014, s. 015206. doi: 10.1103 / PhysRevC.90.015206.

R. Pohl ve ark. Muiyonik döteryumun lazer spektroskopisi . Bilim . Cilt. 353, 12 Ağustos 2016, s. 669. doi: 10.1126 / science.aaf2468.

D. de Florian ve diğerleri. Protonda gluon polarizasyonu için kanıt . Fiziksel İnceleme Mektupları . Cilt. 113, 4 Temmuz 2014, s. 012001. doi: 10.1103 / PhysRevLett.113.012001.

M. Deka ve ark. Çekirdekte kuark ve tutkal momentumu ve açısal momenta ait örgü çalışması . Fiziksel İnceleme D . Cilt. 91, 11 Ocak 2015, s. 014505. doi: 10.1103 / PhysRevD.91.014505.

ER Nocera ve ark. Polarize edilmiş PDF’lerin ilk yansız genel belirlenmesi ve belirsizlikleri . Nükleer Fizik B . Cilt. 887, Ekim 2014, p. 276. doi: 10.1016 / j.nuclphysb.2014.08.008.

CA Aidala ve ark. Çekirdeğin spin yapısı . Modern Fizik İncelemeleri . Cilt. 85, 12 Nisan 2013, s. 655. doi: 10.1103 / RevModPhys.85.655.

K. Abe ve ark. Süper-Kamiokande su Cherenkov dedektörünün 0.31 megaton · yıllık maruziyetinde p → e + π 0 ve p → μ + π 0 yoluyla proton çürümesi arayın . Fiziksel İnceleme D . Cilt. 95, 1 Ocak 2017, s. 012004. doi: 10.1103 / PhysRevD.95.012004.

Hakkında Yasin Demir

1991 Gaziantep doğumlu olan Yasin Demir, Gaziantep Üniversitesi "Nükleer Tıp" bölümünde hala okumayı sürdürmektedir. Özellikle "Bilim/Çevre" kategorisi için oluşturmuş olduğu makaleler sayesinde kullanıcılarımıza Bilim ve Teknoloji alanında gerçekleşen son yenilikleri duyurmaktadır. Mail : yasindemir@antep.org - Adres : Kavaklık Mah. No: 8/C Şahinbey/Gaziantep - Tel : +90 506 700 06 08

Bu habere de bakabilirisiniz

Genç evrende görülen muazzam kırmızı, ölü galaksi

Erken evrende ağır, kırmızı, ölü bir galaksi biraz yıpranmış gibi görünüyor. Evren sadece 1.65 milyar ...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir