质子内部粒子的奇怪景观以前所未有的方式绘制

这质子和中子组成原子核的是由三个更小的基本粒子组成的，称为夸克。

一项新的研究现在已经以前所未有的细节绘制了不同种类夸克在内部的分布图。质子，扩展了我们对原子这一重要部分的理解。

虽然质子内的量子景观是一团糟夸克及其对立的反夸克突然出现和消失，两种“味道”普遍优于其他“味道”;两个上味夸克和一个单下味夸克。

在布鲁克海文国家实验室的理论物理学家Shohini Bhattacharya的带领下，一组研究人员现在已经创建了两者中分辨率最高的地图。夸克的味道.

“我们的计算表明，上夸克比下夸克分布更对称，分布距离更小，”说理论物理学家Swagato Mukherjee，来自布鲁克海文实验室。

研究人员的发现表明，上夸克和下夸克在内能、自旋和各种其他性质方面对质子的影响不同。这反过来又有助于分析未来。基础物理实验.

你可以把它想象成对一袋弹珠的研究：袋子是质子，夸克是通过力介导的“胶子”粒子松散地固定到位的弹珠。该研究绘制了这些弹珠之间的相互作用。

各种先进的分析技术用于将散射光反射到粒子中并计算它们的动量变化。以前，这种计算假设动量的变化在整个过程中是相等的，但团队的计算证实了事实并非如此。

这使他们能够在不增加计算能力的情况下更准确地测量更多的散射事件。然后，他们将更精确的发现应用于模型以获得进一步的见解。

“为了获得详细的地图，我们需要分析许多散射相互作用，涉及质子动量变化的各种值，”说巴塔查里亚。

令人难以置信的是，上夸克和下夸克的反应占质子（袋）自旋的不到70%。这表明胶子发挥的作用比以前假设的要大。

使用的关键技术之一是晶格量子色动力学（QCD），它将夸克放置在4D结构上，以便在超级计算机的帮助下精确地对它们进行建模。评估所有可能的相互作用，然后计算出每种相互作用的各种概率。

最终，该团队能够以比以前努力高出约10倍的分辨率绘制出这袋弹珠。说到这里基础物理学像这样工作，更高的分辨率可以产生巨大的不同。

科学家们仍在学习更多关于夸克以及这些基本粒子如何为我们在宇宙中看到的如此多的东西奠定基础。

已经计划使用新计算作为基础的进一步实验连续电子束加速器设施（CEBAF）和电子离子对撞机（EIC） – 研究自然和物质本身的基本规律的实验。这些实验应该有助于验证本研究产生的模型。

“这两个互补的东西 - 理论和实验 - 必须结合起来才能获得质子的完整图像。说来自天普大学的物理学家约书亚·米勒。

该研究已发表在物理回顾D.

宝宝起名