V atomskih jedrih mezoni postajajo lažji • Igor Ivanov • Znanstvene novice o "Elementih" • Fizika

V atomskih jedrih mezoni postajajo lažji.

Rezultati eksperimenta E325 na japonskem pospeševalniku KEK dokazujejo, da je masa mezonov znotraj jeder zmanjšana (slika s scphys.kyoto-u.ac.jp)

Poskusi, izvedeni pri japonskem pospeševalniku KEK, so potrdili teoretično predvideni učinek: mezoni znotraj jeder postajajo lažji.

Premikanje mikroskopskih delcev skozi materijo je zelo zanimiv fizični problem. Ko delec (foton, elektron, itd.) Pluje skozi medij, uvaja lokalna izkrivljanja, ki se širijo skupaj s samim delcem. Vse to lahko opišemo kot kvazi-delci: objekt, ki spominja na prvotni delec, vendar s spremenjenimi lastnostmi.

Spremembe delcev v mediju so lahko zelo različne. Na primer, svetlobni žarek (to je fotonski tok), ki se razmnožuje skozi prozoren medij z lomnim količnikom nupočasnjuje n krat v primerjavi z žarki svetlobe v vakuumu. Drug primer: elektroni v polprevodnikih v gibanju "povlečejo" lokalna kristalna izkrivljanja in zaradi tega, navidezna masa kot pravilo, veliko več kot masa elektrona v vakuumu. V absolutno eksotičnih primerih se lahko zgodi, da se zdi, da sta dve značilnosti istega delca ločeni v vesolju in obstajajo sami (glejopomba "Prvič je bila v kvazipartilu opazovana" razcepljena osebnost ").

Teoretični fiziki že dolgo napovedujejo, da se enaki zanimivi učinki odvijajo ne le za fotone in elektrone, ampak tudi za svet atomskih jeder in kratkotrajnih elementarnih delcev. Predvsem je bilo napovedano, da bi nekatere mesone, ki "plodirajo" skozi jedrsko snov, opazno "izgubile težo".

Poudariti je treba, da je ta učinek v teoriji neizogiben. Povezan je z dejstvom, da se pojavi masa atronov dinamično: glavna "gravitacija" ne dobijo mase kvarkov, iz katerih so neposredno konstruirane, temveč z maso močnih polj, s katerimi so povezani kvarki. V jedru se ta polja spreminjajo, zaradi česar se spremeni tudi masa atronov.

Dolgo časa ni bilo mogoče eksperimentalno preveriti vseh teh napovedi. Takšno preverjanje ni lahka naloga: navsezadnje to zahteva ne le ustvarjanje kratkotrajnega elementarnega delca v jedru, temveč tudi sledenje njegovemu gibanju. Načeloma je v zadnjih desetih letih rezultat več eksperimentov pokazal, da se pojavijo nekatere spremembe z mezoni v jedru (glejna primer, članek je nucl-ex / 0504010), vendar je bilo te rezultate nedvoumno razložiti.

In zdaj je nedavni članek M. Naruki et al., Physical Review Letters, 96, 092301 (10. marec 2006), ki je na voljo tudi kot nucl-ex / 0504016, pa tudi še nedavni preprint nucl-ex / 0511019, "Jaz". V eksperimentu E325, izvedenem v japonskem kompleksu pospeševalnika KEK, smo ugotovili neizprosne sledi, da so po, omega in fi mesoni znotraj atomskih jeder postali lažji.

Na splošno je masa kratkotrajnih elementarnih delcev mogoče določiti iz celotne energije vseh tistih delcev, v katere se razkroji, seveda pa vsi udarijo v detektor in njihova energija je natančno izmerjena. V vseh prejšnjih poskusih določitve mase mesona znotraj jedra so se uporabili mezonski razpadi v druge atone. Toda hadroni močno sodelujejo s protoni in nevtroni, kar pomeni, da lahko sami postanejo "zapleteni" znotraj jedra, saj so izgubili nekaj energije, ko letijo iz jedra. Take "motnje" očitno zapletajo analizo podatkov.

Japonci so na drugi strani uporabili zelo "čisto" metodo za določanje mase mesona: z razpadom v par elektronov-pozitron. Za elektrone in pozitrone je jedrska snov skoraj prozorna, tako da tudi če mezon razpade znotraj jedra, lahko elektronski-pozitronski par lahko brez letenja prepelje in doseže detektor.Iz celotne energije elektronov in pozitrona je mogoče z natančnostjo natančno določiti maso razpadlega delca.

Rezultati poskusa so pokazali, da mezoni (natančno, "kvazi-mezoni") znotraj jedra izgubijo skoraj 10% njihove mase, kar dobro sovpada z rezultati teoretičnih izračunov. To naključje nam omogoča, da upamo, da moderna teorija dinamičnega izvora množice atonov kot celote odraža resnično dobro. Poleg tega taki eksperimentalni dokazi fizikom omogočajo, da svoje teorije bolj pogumno uporabljajo pri tako ekstremnih razmerah snovi, ki se odvijajo, na primer v notranjosti nevtronskih zvezd.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: