Воскресенье, 24 марта 2019 16 +   Регистрация   Подписка на обновления  RSS  Обратная связь
18:05, 26 февраля 2019

Коррелированные нуклоны могут разгадать 35-летнюю загадку


Физики разработали универсальную функцию, которая предполагает, что протон-нейтронные пары в ядре, показанные здесь, могут быть ответственны за ЭМС-эффект
© DOE’s Jefferson Lab

Тщательный повторный анализ данных, полученных в ускорительном центре Томаса Джефферсона, выявил возможную связь между коррелированными протонами и нейтронами в ядре и 35-летней загадкой.

Данные привели к извлечению универсальной функции, которая описывает ЭМС-эффект, некогда шокирующее открытие, что кварки внутри ядер имеют меньшие средние импульсы, чем прогнозировалось, и поддерживает объяснение этого эффекта. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Эффект EMC впервые был обнаружен чуть более 35 лет назад European Muon Collaboration в данных, полученных в ЦЕРН. Сотрудничество показало, что когда они измеряли кварки внутри ядра, они отличались от тех, которые были обнаружены в свободных протонах и нейтронах.

«В настоящее время существуют две основные модели, которые описывают этот эффект. Одна модель заключается в том, что все протоны и нейтроны в ядре (и, следовательно, их кварки) модифицируются, и все они модифицируются одинаково», — говорит Дуглас Хигинботам, сотрудник лаборатории Jefferson Lab.

«Другая модель, на которой мы фокусируемся в своей работе, отличается. Она говорит, что многие протоны и нейтроны ведут себя так, как будто они свободны, в то время как другие участвуют в корреляциях ближнего действия и сильно модифицированы», — объясняет он.

Короткодействующие корреляции — это мимолетные связи, образованные между протонами и нейтронами внутри ядра. Когда протоны и нейтроны образуют корреляцию, их структуры кратковременно перекрываются. Перекрытие длится всего несколько секунд, прежде чем частицы разойдутся.

Универсальная функция модификации была разработана на основе тщательного повторного анализа данных эксперимента, проведенного в 2004 году с использованием Лаборатории непрерывного ускорения электронных пучков (Jefferson Lab’s Continuous Electron Beam Accelerator Facility). CEBAF произвел пучок электронов с энергией 5,01 ГэВ для исследования ядер углерода, алюминия, железа и свинца по сравнению с дейтерием (изотоп водорода, содержащий в своем ядре протон и нейтрон).

Когда физики сравнили данные по каждому из этих ядер с дейтерием, они увидели, что появляется та же самая картина. Ученые вывели из этой информации универсальную модификационную функцию для ближних корреляций в ядрах. Затем они применили эту функцию к ядрам, используемым в измерениях ЭМС-эффекта, и обнаружили, что она одинакова для всех измеренных ядер, которые они рассматривали.

«Теперь у нас есть функция, где у нас есть нейтрон-протонные коррелированные пары ближнего действия, и мы считаем, что она может описать ЭМС-эффект», — говорит Барак Шмуклер, из Университета Стони Брук, который руководил этой исследовательской работой и является ведущим автором статьи.

Он и его коллеги считают, что примерно 20 процентов нуклонов в коррелированных парах ядра в любой момент времени оказывают огромное влияние на измерения ЭМС-эффекта.

«Мы думаем, что когда протоны и нейтроны внутри ядра перекрываются в том, что мы называем коррелированными парами ближнего действия, кварки имеют больше возможностей для маневра, и поэтому двигаются медленнее, чем в свободном протоне или нейтроне», — объясняют ученые.

«Картина этой модели такова, что все протоны и нейтроны, когда они слипаются в ядре, то все их кварки начинают замедляться. И наша модель предполагает, что большинство протонов и нейтронов продолжают вести себя так, как будто ничего не изменилось, и это избранные протоны и нейтроны в парах, которые действительно имеют существенные изменения в своих кварках», — объясняет Аксель Шмидт, соавтор исследования.

Хигинботам говорит, что на данный момент универсальная модификационная функция, кажется, действительно связывает все элементы этой тайны самосогласованным образом.

«Итак, мы показали, что пары — это пары, и они ведут себя одинаково, независимо от того, находятся ли они в свинце или в углеродном ядре. Мы также показали, что когда число пар различно, потому что они находятся в разных ядрах, они по-прежнему коллективно действуют в основном так же. Итак, мы считаем, что обнаружили, что с помощью одной физической картины мы можем объяснить как ЭМС-эффект, так и корреляции на малых расстояниях».

Если это подтвердится, то физическая картина корреляций ближнего действия как причины ЭМС-эффекта также станет еще одним шагом на пути к давней цели физиков-ядерщиков соединить два разных взгляда на ядро ​​атома: как оно состоит из протонов и нейтронов, в сравнение с тем, как оно состоит из их составляющих кварков.

Физики-ядерщики уже начали работу над следующим шагом в подтверждении этой новой гипотезы, которая заключается в измерении кварковой структуры протонов, участвующих в корреляциях ближнего радиуса, и сравнении ее с некоррелированными протонами.

Источник: ab-news.ru
Telegram: Подписаться

0
Поделиться в соцсетях:

Об авторе: Dmitry Yoda

Помимо силы, мастер Йода очень увлекался блокчейном.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Нажимая кнопку [ОТПРАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ], Вы соглашаетесь на сбор и обработку своих персональных данных и подтверждаете ознакомление с политикой конфиденциальности!!!

Мы в соцсетях:
О проекте
Реклама и сотрудничество
Обратная связь
Поддержать проект

© 2017-2019 RuHash#
Интернет-медиа о мире высоких технологий

Новости, исследования, интересные события в мире науки и высоких технологий.
Актуальные темы: искусственный интеллект, блокчейн, нанотехнологии, роботы, нейронные сети, квантовый мир.

Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru


Политика конфиденциальности

Материалы, представленные на данном сайте, не являются офертой или рекомендацией к покупке или продаже каких-либо активов.
Копирование и распространение материалов с сайта ruhash.com разрешено только с указанием активной ссылки на RuHash#
как на источник. Указание ссылки является обязательным при копировании материалов в социальные сети или печатные издания.

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Пароль не введен
captcha
Генерация пароля