35 éves részecskefizikai rejtélyt oldottak meg

A korábbi kísérletek azt mutatták, hogy a kvarkok alapvetően másként kezdenek viselkedni, ha bekerülnek egy atommagba, mostanáig azonban senki nem értette, hogy miért.

35 éves részecskefizikai rejtélyt oldottak meg

A szakértők 1983 óta tudják, hogy a protonok és a neutronok másként viselkednek, ha az atommagban vannak, és ha szabadon léteznek. Még pontosabban az említett nukleonokat alkotó még kisebb részecskék, a kvarkok rendkívüli módon lelassulnak, ha a protonok és a neutronok kötött állapotba kerülnek. Ami azért furcsa, mert a kvarkok sebességét elsősorban a köztük lévő erős interakciók határozzák meg (tehát azok, amelyek egy-egy protont vagy neutront összetartanak), és az atommagban a hadronokat összetartó erők ehhez képest rendkívül gyengék.

Amiből az következne, hogy a proton belsejét tekintve mindenütt egyformán viselkedik, de nem így van. A kvarkok rejtélyes, az atommagban megváltozó viselkedését az azt felfedező kutatócsoport után EMC-hatásnak nevezték el a szakértők, és a legutóbbi időkig nem sikerült megfejteni, hogy mi okozhatja.

Galéria megnyitása

Hogy számszerűsítsük a jelenség furcsaságát, az atommagban a protonokat és a neutronokat egymással átlagosan 8 MeV nagyságrendű erők tartják össze, a protonokban és a neutronokban található kvarkokat pedig 1000 MeV-os erők. Így pedig tényleg érthetetlen, hogy egy sokkal gyengébb erő hogyan tud drámai hatást kifejteni egy olyan rendszerre, amelyben hozzá képest gigantikus erők dolgoznak. És a hatás valóban jelentős: a kvarkok sebessége 10–20 százalékkal csökkenhet attól, hogy a nukleonok bekerülnek az atommagba. A pontos érték az atommag szerkezetétől függ, az arany esetében például 20 százalékos a változás.

Az elméleti szakértők az elmúlt évek során több teóriával is előálltak annak megmagyarázásra, hogy mégis mi állhat az EMC-hatás hátterében, kísérletileg azonban egyiket sem sikerült igazolni. Az MIT és más intézmények kutatói azonban nemrégiben úgy tűnik, hogy sikerrel jártak. Or Hen és társai úgynevezett korreláló párokat vizsgáltak, vagyis olyan atommagokat tanulmányoztak, amelyekben a protonok és a neutronok nem egymástól elkülönülve léteznek, hanem fizikailag átfedésbe kerülnek egymással. Ez a nukleonok nagyjából 20 százalékával történik meg.

A vizsgálatok szerint a korreláló párokban a kvarkok viselkedése alapvetően megváltozik, az erős kölcsönhatás nyomán hatalmas energiák kezdenek áramlani köztük. És a szakértők érvelése szerint pontosan ez lehet az EMC-hatás kulcsa: az adatok azt sugallják ugyanis, hogy a legtöbb hadron nem változik meg, amikor belép az atommagba, de azok viszont, amelyek korreláló párokba állnak, olyan nagy változásokon esnek át, hogy bármely kísérlet átlageredményeit gyökeresen átírják. Az EMC-hatás tehát egy olyan anomália eredménye, amely csak a hadronok egy kis részét érinti.

Neked ajánljuk

Kiemelt
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
0% THM
{{ product.displayName }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward