物理學(xué)家解開(kāi)質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu) 由物理網(wǎng)資料整理

一個(gè)國(guó)際原子物理學(xué)家研究小組近日宣布，一種特殊的夸克粒子確實(shí)構(gòu)成了質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

夸克是組成原子的更為微小的顆粒。到目前為止，科學(xué)家們對(duì)于夸克是怎樣構(gòu)成質(zhì)子和中子還不是十分清楚。他們此次的研究實(shí)驗(yàn)或許能找到一些答案。

此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)代號(hào)G-Zero，它是主要利用粒子加速器來(lái)研究質(zhì)子的組成方式，具體來(lái)講就是夸克如何構(gòu)成了質(zhì)子。此項(xiàng)試驗(yàn)由世界各國(guó)19個(gè)研究機(jī)構(gòu)的108位科學(xué)家共同參與研究。美國(guó)伊利諾大學(xué)的物理學(xué)家Steve Williamson是此次實(shí)驗(yàn)的協(xié)調(diào)員。

伊利諾大學(xué)物理學(xué)家兼此次研究實(shí)驗(yàn)發(fā)言人Doug Beck說(shuō)道，此次實(shí)驗(yàn)從一個(gè)非常寬闊的視角觀察了質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。他們的研究成果在肯定了前人功績(jī)的同時(shí)，展示了許多令人振奮的新發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)為人們研究質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了更清晰的視角。

此次實(shí)驗(yàn)的核心實(shí)驗(yàn)裝置是一個(gè)直徑為14英尺的環(huán)形超導(dǎo)磁鐵，該裝置由包括Ron Laszewski在內(nèi)的伊利諾大學(xué)物理學(xué)家聯(lián)合制造。Laszewski目前已經(jīng)退休。這個(gè)重達(dá)100,000磅的超導(dǎo)磁鐵經(jīng)過(guò)三年時(shí)間建造完成。

在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，科學(xué)家將一束高能量偏振電子束射向位于超導(dǎo)磁鐵中心的液態(tài)氫。遍布在超導(dǎo)磁鐵周圍的粒子接收器記錄下所有散射粒子的數(shù)目以及位置。然后研究人員利用數(shù)學(xué)模型來(lái)得到這些粒子所經(jīng)過(guò)的路徑及其攜帶的動(dòng)量。

Beck說(shuō)道，質(zhì)子內(nèi)部所蘊(yùn)涵的能量很大。研究人員發(fā)現(xiàn)質(zhì)子中含有一種奇怪的夸克，它有時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變成巨大的能量，有時(shí)又出現(xiàn)在質(zhì)子當(dāng)中，他們很難找到它的蹤跡。

Beck說(shuō)道，按照能量與質(zhì)量守恒定律，質(zhì)子中的能量場(chǎng)有時(shí)產(chǎn)生這種特殊夸克的方式證明自己的存在。這是科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子中含有的特殊夸克，并且這也是科學(xué)家首次測(cè)量粒子在正常情況下所帶有的能量。

這一發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家更好的解釋質(zhì)子的形成過(guò)程以及微小粒子聚合在一起的原理。標(biāo)準(zhǔn)模型中粒子通常受到三個(gè)力的作用。電磁力、弱核子相互作用力和強(qiáng)核子相互作用力。

此次G-Zero實(shí)驗(yàn)也為科學(xué)家解釋質(zhì)子和中子是如何緊密結(jié)合在一起提供了線索。盡管如此，人們研究微小粒子的道路還很漫長(zhǎng)。

G- Zero實(shí)驗(yàn)計(jì)劃由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)能源部、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心和加拿大自然科學(xué)和工程研究理事會(huì)聯(lián)合資助。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/357841.html

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