Wpis z mikrobloga

Proton jaki jest każdy widzi.

Oczywiście parafraza słów Benedykta Chmielowskiego jest tu jak najbardziej nie na miejscu, gdyż fizycy zajmujący się jego badaniem, od 50 lat nie mają spójnego jego obrazu.

W 1964 r. wysnuto hipotezę, że proton się musi się składać z bardziej elementarnych cząstek - kwarków, a dokładnie z 3 kwarków (dwóch górnych o cząstkowym dodatnim ładunku 2/3 i jednego dolnego o ujemnym ładunku 1/3) dających łącznie mu dodatni ładunek +1. Fakt ten został wielokrotnie potwierdzony empirycznie, a twórcami tego modelu byli fizycy Murray Gell-Mann i Georga Zweig.

Problemy z protonem w modelu kwarkowym Gell-Manna i Zweiga zaczęły się już w momencie obliczania jego masy. Kwarki bowiem odpowiadają zaledwie za 1% masy protonu. Model ich nie był w stanie przewidzieć właściwej masy protonu oraz spinu. Dopiero kolejna, dużo bardziej złożona teoria oddziaływań silnych tzw. chromodynamika kwantowa pozwoliła odpowiedzieć na pytanie o brakującą część masy protonu. W jej myśl pozostała część masy protonu wynika z energii wiązania gluonów (bozonów pośredniczących w oddziaływaniach silnych), na którą składa się energia kinetyczna kwarków oraz energia pól gluonowych wiążących kwarki ze sobą.

Obecnie fizycy zajmujący się badaniem protonu próbują wyjaśnić mechanizm jego "wyglądu", który w zależności od sposobu przeprowadzenia eksperymentu wydaje się nieco inny, od obrazu złożonego z trzech kwarków, przez kipiące morze kwarków i antykwarków po chmurę gluonów.

Najnowsza analiza zespołu kierowanego przez Juana Rojo skupiająca się na 5000 "obrazach" protonu zrobionych na przestrzeni ostatnich 50 lat, wykazała przy pomocy algorytmów uczenia maszynowego, że podczas "słabszych" kolizji, ledwo zdolnych rozbić proton, znaczna część pędu uwięziona jest w 3 podstawowych kwarkach. Jednakże, analiza pokazała też, że niewielka część pędu może pochodzić od kwarka i antykwarka powabnego, co sugeruje, że proton może stanowić "molekułę" składającą się nawet z 5 kwarków. Oczywiście, "obraz morza kwarków" pozwala na istnienie wewnątrz protonu chwilowej struktury zawierającej kwarki powabne jeśli tylko gluony zawierają wystarczająco dużo energii. Aczkolwiek, zespół Rojo doszedł do wniosku, że wkład kwarka i antykwarka powabnego w strukturę protony może być bardziej trwały niż się wydaje. Niemniej, trzeba czekać na kolejne eksperymenty, żeby to ewentualnie stwierdzić.

P.S. Zachęcam do wykopywania znaleziska, które jest bardzo ciekawym artykułem z Quanta Magazine i na którym bazuję powyższy wpis: Niewyobrażalnie skomplikowane wnętrze protonu.

#fizycznenowinkifakera -> nowinki fizyczne i nie tylko - do obserwowania lub czarnolistowania.( ͡° ͜ʖ ͡°)

Chcesz zerknąć do archiwalnych tłumaczeń bądź nowinek fizycznych? Wejdź na: https://www.fizyczne-nowinki-fakera.pl/

#nauka #fizyka #gruparatowaniapoziomu #ciekawostki
źródło: comment_1666263025IwliyI2mDDXu6hwjOKPBOh.jpg
  • 17
@materazzi: Chyba, że wychodzi się poza model standardowy, do np. teorii wielkiej unifikacji, które zakładają taki rozpad, ale zakładają też istnienie np. monopoli magnetycznych. Póki co jednak żaden eksperyment nie zarejestrował nic wskazującego na rozpad protonu.

@Brazylia: Jeśli proton się nie rozpada, a tego mimo wszystko nie wiadomo, to hipotetycznie gwiazdy żelazne mogą istnieć, ale nie zakładałbym wyłącznie na podstawie modelu standardowego istnienia tego rodzaju gwiazd.
@groch-o-sciane: Bardzo ogólnikowo chodzi o to, że proton, jedna z podstawowych cząstek materii obok neutronu i elektronu, nie jest cząstką elementarną lecz składającą się z 3 "pod-elementów" czyli kwarków. Jednakże gdyby chcieć "podzielić" go na te 3 elementarne (przynajmniej na dzisiaj) części okazałoby się, iż suma tych oddzielnych części stanowi zaledwie 1% całej masy proton. Skąd zatem bierze się pozostała masa protonu? Bierze się z dosyć skomplikowanych oddziaływań zachodzących pomiędzy 3