Ana Sayfa Güncel Makaleler Nükleonlar 35 yıllık bir gizemi çözebilir

Nükleonlar 35 yıllık bir gizemi çözebilir

143
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 6 "  dakikada okuyabiliriniz.
Nükleon
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

Thomas Jefferson Ulusal Hızlandırıcı Tesisinde, alınan verilerin dikkatlice yeniden analizi, çekirdekteki protonlar ve nötronlar ile 35 yıllık bir gizem arasında olası bir bağlantı olduğunu ortaya koydu. Veriler EMC Efektini tanımlayan evrensel bir işlevin çıkarılmasına yol açtı, çekirdeklerin içinde kuarklar olan bir zamanlar şok edici keşif, tahmin edilenden daha düşük ortalama anlık değerlere sahip ve etkinin açıklamasını destekliyor. Çalışma Nature dergisinde yayınlandı.

EMC Etkisi, 35 yıldan uzun bir süre önce CERN’de alınan verilerdeki Avrupa Muon İşbirliği tarafından keşfedildi. İşbirliği, bir çekirdeğin içindeki kuarkları ölçtüğünde, serbest protonlarda ve nötronlarda bulunanlardan farklı göründüklerini buldu.

Jefferson Lab çalışanı bilim adamı Douglas Higinbotham, “Şu anda bu etkiyi tanımlayan iki ana model var. Bir model, bir çekirdekteki tüm proton ve nötronların [ve dolayısıyla kuarklarının] değiştirildiği ve hepsinin aynı şekilde değiştirildiği” diyor. .

“Bu yazıda odaklandığımız diğer model farklı. Farklı protonların ve nötronların sanki serbestlermiş gibi davrandığını, diğerleri kısa menzilli korelasyonlarda bulunduğunu ve yüksek oranda değiştirildiğini söylüyor.” açıklıyor.

Kısa menzilli korelasyonlar, çekirdekteki protonlar ve nötronlar arasında oluşturulmuş geçici ortaklıklardır. Bir proton ve bir nötron bir korelasyonda eşleştiğinde, yapıları kısaca örtüşür. Örtüşme, parçacıklar parça yollarından önce sadece birkaç dakika sürer.

Evrensel modifikasyon işlevi, 2004 yılında bir DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisi olan Jefferson Lab’ın Sürekli Elektron Işın Hızlandırıcı Tesisi kullanılarak yapılan bir deneyden elde edilen verilerin dikkatli bir şekilde yeniden analiz edilmesiyle geliştirilmiştir. CEBAF, döteryum (çekirdeğinde bir proton ve nötron içeren bir hidrojen izotopu) ile karşılaştırıldığında, karbon, alüminyum, demir ve kurşun çekirdeklerini araştırmak için 5.01 GeV elektron demeti üretmiştir.

Yazarlar, bu çekirdeklerin her birinden verileri döteryumla karşılaştırdıklarında aynı kalıbın ortaya çıktığını gördüler. Bu bilgiden nükleer fizikçiler, çekirdeklerdeki kısa mesafeli korelasyonlar için evrensel bir modifikasyon işlevi elde ettiler. Daha sonra, işlevi EMC Etkisi ölçümlerinde kullanılan çekirdeklere uyguladılar ve düşündükleri tüm ölçülen çekirdeklerde aynı olduğunu gördüler.

Eski bir MIT lisansüstü öğrencisi olan Barak Schmookler ve şimdi bunu yöneten Stony Brook Üniversitesi’nden doktora bilimci Barak Schmookler, “Artık nötron-proton kısa menzilli korelasyonlu çiftlere sahip olduğumuz ve EMC Etkisini tanımlayabileceğine inandığımız bir fonksiyonumuz var” araştırma çabası ve makalenin baş yazarıdır.

endisi ve meslektaşlarının, bir çekirdeğin korelasyondaki çiftlerinde kabaca yüzde 20’sinin EMC Etkisi ölçümleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu düşündüğünü söylüyor.

“Çekirdeğin içindeki protonlar ve nötronların, kısa menzilli korelasyonlu çiftler dediğimiz şeyle çakıştığını düşündüğümüzde, kuarkların manevra yapmak için daha fazla alana sahip olduğunu ve bu nedenle, serbest bir proton veya nötronda olduğundan daha yavaş hareket ettiklerini düşünüyoruz” diye açıklıyor.

“Bu modelden önceki resim, tüm protonların ve nötronların, bir çekirdekte birbirine bağlı kaldıklarında, tüm kuarklarının yavaşlamaya başlamasıdır. Ve bu modelin önerdiği şey, çoğu proton ve nötronun hiçbir şey değişmemiş gibi devam ettiğidir. Bu çiftlerde bulunan seçkin protonlar ve nötronlar, kuarkları üzerinde gerçekten önemli bir değişikliğe sahipler, “diyor MIT doktora sonrası araştırmacı ve yardımcı yazar olan Axel Schmidt.

Higinbotham, çekirdekte olup bitenlerin bu ayrıntılı resminin doğrulanıp doğrulanamayacağını söylüyor, şimdilik, evrensel modifikasyon işlevi, bu gizemin tüm öğelerini kendi kendine tutarlı bir şekilde birbirine bağlıyor gibi görünüyor.

“Böylece, çiftlerin çiftler olduğunu ve kurşun veya karbon çekirdeğinde olup olmadıklarına bakılmaksızın aynı şekilde davrandıklarını gösterdik. Ayrıca çiftlerin sayısı farklı olduklarında farklı çekirdeklerde olduklarını da gösterdik. Higinbotham, hala kollektif olarak aynı şekilde hareket ediyorlar ”diyor. “Yani bulduğumuzu düşündüğümüz şey, tek bir fiziksel tabloyla, hem EMC Etkisini hem de kısa menzilli korelasyonları açıklayabileceğimiz.”

Eğer böyle devam ederse, EMC Etkisi’nin nedeni olarak kısa mesafeli korelasyonların fiziksel görüntüsü, atom çekirdeği ile ilgili iki farklı görüşümüzü birbirine bağlamak için nükleer ve parçacık fizikçilerinin uzun süredir hedefine doğru bir adım daha atıyor: proton ve nötronların, kurucu kuarklarının oluşturduğu gibi.

Nükleer fizikçiler, kısa mesafeli korelasyonlarda yer alan protonların kuark yapısını ölçmek ve bunu ilişkisiz protonlarla karşılaştırmak olan bu yeni hipotezi doğrulamak için bir sonraki adımda çalışmaya başlamışlardır.

“Yapacağımız bir sonraki şey, Jefferson Lab’ın Arka Açı Nötron Dedektörü ile Deneysel Salon B’de çalıştığımız bir deney. Deuteriumdayken ve farklı hızlarda hareket ederken protonu ölçecek. Yavaş ve hızlı hareket eden protonları karşılaştırmak istiyorum “diyor Old Dominion Üniversitesi’nde baş yazar ve Profesör ve Eminent Bilgin. “Bu deney soruyu cevaplamak için yeterli veriyi elde edecek. Bu, bir cevabı kuvvetle gösteriyor, ancak kesin değil.”

Bunun ötesinde, işbirliğinin bir sonraki hedefi, kısa vadeli korelasyonların ve EMC Etkisinin gelecekteki potansiyel elektron-iyon çarpıştırıcısında nasıl daha fazla araştırılabileceğini düşünmeye başlamaktır. İşbirliği, şu anda Jefferson Lab’in Laboratuarlara Yönelik Ar-Ge programının sağladığı fonları kullanarak, bu amacı gerçekleştirmenin en iyi yolunu belirlemek için bir proje üzerinde çalışıyor.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz