الديباج بارك: هذه هي فئة الفيزياء

هي واحدة من أكبر الأشياء كثافة النيوترون المعروفة في الكون، وتحت ضغط هائل، ملعقة صغيرة من المواد النيوترون ما يعادل حوالي 15 أضعاف وزن القمر. ومع ذلك، والحقائق تثبت البروتونات (الجسيمات الأولية تشكل معظم المادة المرئية في الكون) الواردة في ضغط أعلى من ذلك. علماء الفيزياء MIT يكون لأول مرة حساب توزيع الضغط من البروتون، ووجد أن الجسيمات تحتوي على نواة ذات الضغط العالي، أكبر لحظة في شدته، والضغط الناتجة عن الضغط المتولد داخل النجوم النيوترونية أكبر من ذلك. دفعت بروتون النووية إلى الخارج من المركز، ودفعت حول منطقة داخليا (تخيل يجري توسيعها محاولة البيسبول في حدوث انهيار في كرة القدم) التكوين العام للضغط المنافسة يتم تطبيقها على استقرار البروتون.

الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية: الفيزيائيون 22 فبراير 2019 نشرت النتائج في "استعراض للحروف البدنية" (استعراض للحروف البدنية)، لأنها تمثل مكونات ذرية الأساسية للعلماء للمرة الأولى من قبل الكواركات وغلوونس (البروتونات ) لحساب مساهمة توزيع الضغط البروتون. المؤلف الأول للدراسة، وقال معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أستاذ مساعد في الفيزياء فيالا شاناهان (Phiala شاناهان): الضغط هو الجانب الأساسي من البروتونات، في الوقت الحاضر نحن لا نعرف إلا القليل جدا عنها، والبروتونات ونحن الآن قد وجدت أنتج مركز كوارك وغلوونس الضغط خارج كبيرا، على حافة أبعد، هناك ضغط حصر. وبهذه النتيجة، يمكننا أن نرى الصورة الكاملة لهيكل بروتون. شاناهان والمؤلف المشارك، أستاذ الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أجرى وليام ديرموت بالاشتراك الدراسة.

الكواركات كبيرة

• معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا علماء الفيزياء يحسب أولا توزيع الضغط داخل البروتونات، وجدوا أن البروتونات الأساسية عالية الضغط دفعت ظاهريا، في حين دفعت المنطقة المحيطة بها إلى الداخل. صورة: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

قد 2018 أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية (وزارة الطاقة) فيزيائي منشأة توماس جيفرسون الوطني مسرع (توماس جيفرسون الوطني مسرع مرفق) أنها لأول مرة قياس ضغط طريقة توزيع البروتون هو استخدام شعاع من شعاع الالكترون نحو الهيدروجين ما نسبته الهدف. التفاعل مع الكوارك الإلكترونات داخل البروتونات الهدف. ثم، مبعثرة الفيزياء الإلكترونات من الهدف وفقا لطريقة لتحديد توزيع الضغط من البروتون بأكمله. وأظهرت نتائجها أن البروتون يحتوي على مركز الضغط العالي، والضغط في أعلى نقطة لها قياس لحوالي 10 ^ 35 با، أي 10 أضعاف الضغط الداخلي للنيوترون. ومع ذلك، قال شاناهان يمارسون الضغوط على وصف البروتون غير كاملة. قال شاناهان: وجدنا نتيجة هامة للغاية

لكن هذه النتيجة هي تخضع لعدد من الافتراضات الهامة، لأنهم لا يفهمون تماما، ضرورية هذه الافتراضات. على وجه التحديد، ويقدر الباحثون ضغط وفقا للتفاعل بين التفاعل بين الطفل وليس كوارك اللثة البروتون. الكواركات بروتون وغلوونس، والتي هي في طريقة ومدة ديناميكية تقلبات داخل تفاعلات البروتون. يمكن لفريق الأبحاث مختبر جيفرسون استخدامها فقط للكشف عن لتحديد مساهمة الكواركات وقال شاناهان أن هذا الجزء من التحقيق غاب عن الكثير من مساهمة ضغط البروتون. في السنوات ال 60 الماضية، لدينا دور الكواركات في هيكل بروتون في فهم جيد إلى حد ما، ولكن هيكل غلوونس جدا، من الصعب جدا أن نفهم، لأننا جميعا نعرف أنه من الصعب قياس أو حساب.

تغيير غلوون

لم يتم استخدام شاناهان وأداة العفن الألمانية لقياس ضغط مسرعات الجسيمات البروتون، ولكن التفاعل بين المحسوبة باستخدام كوارك وغلوونس العملاق لدراسة دور الضغط البلاستيك في البروتون الفرعية. قال شاناهان: في غضون بروتون، وهناك زوج من الكواركات، وزوج من مكافحة كوارك الكم العلكة والفرعية فراغ، وهناك يحدث تختفي أيضا، حساباتنا لتشمل جميع هذه التقلبات دينامية. لهذا السبب، فإن فريق البحث المستخدمة في الفيزياء تسمى تقنية QCD شعرية لQCD، الذي هو عبارة عن مجموعة من المعادلات يصف قوة قوية، وقوة قوية هي ثلاث النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات القوة الأساسية واحدة (الاثنان الآخران قوات الضعيفة والكهرومغناطيسية). هذا مزيج قوي من القوة وغلوون كوارك، وتشكيل البروتون. يتم احتساب QCD شعرية باستخدام شعرية رباعية الابعاد لتمثيل الفضاء ثلاثي الأبعاد والوقت.

• وجدت الفيزياء النووية، الكواركات بروتون جزء 10 ^ 35 با لضغوط في محيط مركز بروتون، نيوترون حوالي 10 مرات ووسط الضغط. صورة: وزارة الطاقة جيفرسون مختبر

واستخدم الباحثون في تعريف شعرية QCD ضغط المعادلة داخل البروتون. وأوضح شاناهان: يستغرق الكثير من الحوسبة، ولذا فإننا استخدام معظم أجهزة الكمبيوتر العملاقة قوية في العالم لتنفيذ هذه العمليات الحسابية. استغرق فريق نحو 18 شهرا الوقت، تكوينات مختلفة تشغيل كوارك وغلوونس في العديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة مختلفة، والضغط يعني تم قياس بروتون من المركز إلى حافة كل نقطة. مقارنة مع نتائج جيفرسون مختبر، شاناهان وديتمولد وجدت أن ذلك بإضافة مساهمة غلوونس، وقع توزيع الضغط من البروتونات في تغيير كبير. قال شاناهان: نحن أول دراسة مساهمة غلوون لتوزيع الضغط يمكن أن نرى حقا أنه بالمقارنة مع النتائج السابقة، غلوونس ذروة تصبح أقوى، وتوزيع الضغط يمتد الى الخارج من مركز البروتونات كان أبعد من ذلك.

وبعبارة أخرى، بروتون أعلى ضغط ويبدو أن حوالي 10 ^ 35 باسكال، هو 10 أضعاف النجم النيوتروني، على غرار جيفرسون مختبر تقرير الباحثين . حول منطقة الضغط المنخفض تمتد أبعد من التقديرات السابقة. لتأكيد هذه الحسابات الجديدة، تتطلب أجهزة الكشف عن أكثر قوة، مثل الإلكترون - أيون المصادم (الإلكترو مصادم الأيونات)، يعتزم علماء الفيزياء في استخدامه للكشف عن البنية الداخلية للالبروتونات والنيوترونات، أكثر من أي وقت مضى لمزيد من التفاصيل، بما في ذلك غلوونس. الدراسة الكمية للدور غلوونس في البروتون هي في مرحلة مبكرة، من خلال مساهمة الكواركات الجمع بين القياسات التجريبية، وكذلك لدينا غلوونس الحوسبة الجديدة، وكانت صورة كاملة الأولى من الضغط البروتون، وهذا يمكن التنبؤ يكون التالي 10 سنوات التحقق من صحة على المصادم الجديد.

الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية | البحوث / من: MIT / جنيفر تشو

دورية الأدب المرجعي: "استعراض للحروف البدنية"، "طبيعية"

دوى: 10.1038 / s41586-018-0060 زي

الديباج بارك - نقل الفضاء الأميركية والعلوم للملاحة الفضائية