Странный мир кварков и глюонов


Ядро атома состоит из элементарных частиц, протонов и нейтронов, между которыми ядерная связь. Протоны и нейтроны в свою очередь состоят из кварков, между которыми глюонная связь. Из чего состоят кварки, современная физика не может дать ответ.Фото с сайта Ligaspace.my Ядро атома состоит из элементарных частиц, протонов и нейтронов, между которыми ядерная связь. Протоны и нейтроны в свою очередь состоят из кварков, между которыми глюонная связь. Из чего состоят кварки, современная физика не может дать ответ.Фото с сайта Ligaspace.my Один из больших теоретических вызовов, стоящих перед физиками, — это необходимость понять, как самые крошечные элементарные частицы дают начало большинству массы видимой Вселенной.

Крошечные частицы, называющиеся кварками и глюонами — строительные блоки для таких более крупных частиц, как протоны и нейтроны, которые, в свою очередь, формируют атомы. Однако кварки и глюоны ведут себя совсем по-другому, чем те большие частицы, делая их изучение более трудным.

Джон Неджел, W.A. Профессор Колледжа физики в MIT, говорил о теории, которая управляет взаимодействиями кварков и глюонов, известной как квантовая хромодинамика (QCD), на ежегодном собрании американской Ассоциации развития науки 17 февраля в Бостоне.

Дж. Неджел рассказал, как ученые используют суперкомпьютеры и понятие, названное теорией решётчатого поля, чтобы выяснять поведение кварков и глюонов — мельчайших известных частиц.

«Попытки выявления фундаментальных элементов строения природы привели к последовательному изучению слоев миров в пределах миров», — говорит Неджел, работающий также в Лаборатории ядерных исследований MIT.

Молекулы состоят из атомов, атомы от электронов и ядер, ядра из протонов и нейтронов. Их взаимодействия совершенно поняты. Следующий шаг в работе должен помочь понять, как взаимодействуют кварки и глюоны, что чрезвычайно отличается от взаимодействия больших частиц, и требуют особого подхода к их изучению.

Некоторые факторы взаимодействия кварков и глюонов делают их более сложными для изучения. Во-первых, кварки ограничены пределами большей частицы, таким образом, они не могут быть отделены и изучены в изоляции. Кроме того, сила взаимодействия между двумя кварками увеличивается, когда они расходятся, тогда как эта сила между ядром и электроном или двумя нуклеонами в ядре слабеет при увеличении расстояния.

Эти отличия можно объяснить качеством асимптотической свободы, за которую Дэвид Гросс, Дэвид Политзер и Франк Вилкзек MIT, Герман Фешбак (1942) профессор физики, получили Нобелевскую премию за 2004 год. Эта качество описывается как сила, произведенная обменом глюонов, которая ослабевает, когда кварки сближаются, и увеличивается при удалении. Как следствие, ни один из используемых аналитических методов, не может быть использован для успешного разрешения проблем ядерной физики, чтобы изучать кварки и глюоны.

Поэтому физики используют теорию решётчатого поля с целью изучения взаимодействия QCD. Используя большие суперкомпьютеры, исследователи могут проанализировать QCD, представляя пространство-время четырехмерной решеткой отдельных пунктов, как кристалл.

Вычисления выполняются компьютерами, специально изготовленными для этой цели, типа 360-teraflop BlueGene/L в Ливерморской национальной лаборатории в Ловерсе.

Дж. Неджел рассказывает об основных идеях относительно того, как QCD использует решетки пространства-времени и показывает избранные результаты вычисления фундаментальных свойств протонов, нейтронов и других сильно взаимодействующих частиц.

Источник: Чистый взгляд


Вам нужна техническая экспертиза? Инженерно-технологическая экспертиза представляет собой вид судебных экспертиз, который до настоящего времени незаслуженно не имеет соответствующей строки в перечне экспертных специальностей, установленных Минюстом РФ. (См: Приказ Минюста РФ от 14 мая 2003 года № 114 «Об утверждении Перечня родов (видов) экспертиз, выполняемых в государственных судебно-экспертных учреждениях Министерства юстиции Российской Федерации).


Если Вам понравилась статья, не забудьте поделиться в соцсетях

Вас также может заинтересовать:

  • Как определяется чувство красоты
  • Легендарный цветок удумбара
  • Карликовые галактики сливаются в одну большую
  • Нефть и теория эволюции
  • Трепанации в древние времена


  • Top