تويت
.gif){kind=icon}
البروتونات :كنا نتطلع إلى ضغط البروتون بحيث تكون كواركاته في تكوين صغير الحجم.
بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
البروتونات المضغوطة
خرج الباحثون الذين يبحثون عن هذه البروتونات المضغوطة في مرفق التسريع الوطني توماس جيفرسون التابع لوزارة الطاقة الأمريكية خالي الوفاض، مما يشير إلى أن هذه الظاهرة أكثر تعقيدا مما كان يعتقد في البداية. تم نشر النتيجة مؤخرًا في مجلة Physical Review Letters .
قالت هولي زوميلا فانس، العالمة في مختبر جيفرسون: "كنا نتطلع إلى ضغط البروتون بحيث تكون كواركاته في تكوين صغير الحجم. وهذا أمر صعب للغاية".
تتكون البروتونات من ثلاثة كواركات مرتبطة بالقوة الشديدة. في البروتون العادي، تكون القوة الشديدة شديدة لدرجة أنها تتسرب، مما يجعل البروتون يلتصق بالبروتونات والنيوترونات الأخرى الموجودة حوله في النواة. هذا وفقًا للديناميكا اللونية الكمومية، أو QCD، النظرية التي تصف كيفية تفاعل الكواركات والقوة الشديدة. في QCD، يشار إلى القوة القوية أيضًا باسم قوة اللون.
ومع ذلك، يتنبأ QCD أيضًا بإمكانية ضغط البروتون بحيث تصبح الكواركات أكثر تماسكًا - تلتف بشكل أساسي بقوة اللون لدرجة أنها لم تعد تتسرب من البروتون. عندما يحدث ذلك، لم يعد البروتون يلتصق بالجزيئات الأخرى ويمكنه التحرك بحرية عبر النواة. تسمى هذه الظاهرة "شفافية اللون"، حيث أصبح البروتون غير مرئي للقوة اللونية للجسيمات المحيطة به.
"إنه تنبؤ أساسي للديناميكا اللونية الكمومية، النظرية التي تصف هذه الجسيمات"، أوضحت زوميلا فانس.
أظهرت تجربة سابقة شفافية اللون في جسيمات أبسط مكونة من كواركات تسمى البيونات. حيث تحتوي البروتونات على ثلاثة كواركات، يكون للبيونات اثنين فقط. بالإضافة إلى ذلك، أشارت تجربة أخرى أجريت على البروتونات أيضًا إلى أن البروتونات قد تظهر أيضًا شفافية اللون عند الطاقات التي يمكن الوصول إليها في المنشأة التي تمت ترقيتها مؤخرًا في مختبر جيفرسون.
قال ديبانغكار دوتا، الأستاذ في جامعة ولاية ميسيسيبي والمتحدث باسم التجربة: "توقعنا العثور على البروتونات مضغوطة تمامًا مثل البيونات". "لكننا ذهبنا إلى طاقات أعلى وأعلى وما زلنا لم نعثر عليها".
كانت التجربة واحدة من أولى التجارب التي تم إجراؤها في مرفق مسرع شعاع الإلكترون المستمر، وهو مرفق مستخدم تابع لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة، بعد ترقية 12 GeV. في التجربة، وجه الفيزيائيون النوويون الإلكترونات عالية الطاقة من CEBAF إلى نوى ذرات الكربون. ثم قاموا بقياس الإلكترونات الصادرة وأي بروتونات خرجت.
قال Szumila-Vance: "كانت هذه تجربة مثيرة للمشاركة فيها. لقد كانت أول تجربة يتم إجراؤها في القاعة التجريبية C بعد أن قمنا بتحديث القاعة لتشغيل 12 GeV". "كانت هذه البروتونات ذات القوة الدافعة الأعلى التي تم قياسها في مختبر جيفرسون، وأعلى زخم البروتونات التي تم إنتاجها على الإطلاق عن طريق تشتت الإلكترون".
أوضح دوتا: "في الطاقات التي نحققها، عادة ما يتم تدمير البروتون، وأنت تنظر إلى حطام البروتون". "ولكن في حالتنا، نريد أن يظل البروتون بروتونًا، والطريقة الوحيدة التي يمكن أن يحدث بها ذلك هي إذا كانت الكواركات تتماسك معًا، وتثبت بعضها البعض بقوة أكبر حتى تتمكن من الهروب معًا من النواة".
بينما لاحظ الفيزيائيون النوويون عدة آلاف من البروتونات في التجربة، لم يجدوا العلامات الواضحة لشفافية الألوان في البيانات الجديدة.
قالت زوميلا-فانس: "أعتقد أن هذا يخبرنا أن البروتون أكثر تعقيدًا مما توقعنا". "هذا تنبؤ أساسي للنظرية. نحن نعلم أنه يجب أن توجد بطاقة عالية، لكننا لا نعرف حتى الآن أين سيحدث ذلك".
قال الباحثون إن الخطوة التالية هي فهم الظاهرة بشكل أفضل في الجسيمات الأبسط حيث تمت ملاحظتها بالفعل، بحيث يمكن إجراء تنبؤات محسنة للجسيمات الأكثر تعقيدًا، مثل البروتونات.
المصدر: المواد المقدمة من منشأة مسرع توماس جيفرسون الوطنية.
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
البروتونات المضغوطة
خرج الباحثون الذين يبحثون عن هذه البروتونات المضغوطة في مرفق التسريع الوطني توماس جيفرسون التابع لوزارة الطاقة الأمريكية خالي الوفاض، مما يشير إلى أن هذه الظاهرة أكثر تعقيدا مما كان يعتقد في البداية. تم نشر النتيجة مؤخرًا في مجلة Physical Review Letters .
قالت هولي زوميلا فانس، العالمة في مختبر جيفرسون: "كنا نتطلع إلى ضغط البروتون بحيث تكون كواركاته في تكوين صغير الحجم. وهذا أمر صعب للغاية".
تتكون البروتونات من ثلاثة كواركات مرتبطة بالقوة الشديدة. في البروتون العادي، تكون القوة الشديدة شديدة لدرجة أنها تتسرب، مما يجعل البروتون يلتصق بالبروتونات والنيوترونات الأخرى الموجودة حوله في النواة. هذا وفقًا للديناميكا اللونية الكمومية، أو QCD، النظرية التي تصف كيفية تفاعل الكواركات والقوة الشديدة. في QCD، يشار إلى القوة القوية أيضًا باسم قوة اللون.
ومع ذلك، يتنبأ QCD أيضًا بإمكانية ضغط البروتون بحيث تصبح الكواركات أكثر تماسكًا - تلتف بشكل أساسي بقوة اللون لدرجة أنها لم تعد تتسرب من البروتون. عندما يحدث ذلك، لم يعد البروتون يلتصق بالجزيئات الأخرى ويمكنه التحرك بحرية عبر النواة. تسمى هذه الظاهرة "شفافية اللون"، حيث أصبح البروتون غير مرئي للقوة اللونية للجسيمات المحيطة به.
"إنه تنبؤ أساسي للديناميكا اللونية الكمومية، النظرية التي تصف هذه الجسيمات"، أوضحت زوميلا فانس.
أظهرت تجربة سابقة شفافية اللون في جسيمات أبسط مكونة من كواركات تسمى البيونات. حيث تحتوي البروتونات على ثلاثة كواركات، يكون للبيونات اثنين فقط. بالإضافة إلى ذلك، أشارت تجربة أخرى أجريت على البروتونات أيضًا إلى أن البروتونات قد تظهر أيضًا شفافية اللون عند الطاقات التي يمكن الوصول إليها في المنشأة التي تمت ترقيتها مؤخرًا في مختبر جيفرسون.
قال ديبانغكار دوتا، الأستاذ في جامعة ولاية ميسيسيبي والمتحدث باسم التجربة: "توقعنا العثور على البروتونات مضغوطة تمامًا مثل البيونات". "لكننا ذهبنا إلى طاقات أعلى وأعلى وما زلنا لم نعثر عليها".
كانت التجربة واحدة من أولى التجارب التي تم إجراؤها في مرفق مسرع شعاع الإلكترون المستمر، وهو مرفق مستخدم تابع لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة، بعد ترقية 12 GeV. في التجربة، وجه الفيزيائيون النوويون الإلكترونات عالية الطاقة من CEBAF إلى نوى ذرات الكربون. ثم قاموا بقياس الإلكترونات الصادرة وأي بروتونات خرجت.
قال Szumila-Vance: "كانت هذه تجربة مثيرة للمشاركة فيها. لقد كانت أول تجربة يتم إجراؤها في القاعة التجريبية C بعد أن قمنا بتحديث القاعة لتشغيل 12 GeV". "كانت هذه البروتونات ذات القوة الدافعة الأعلى التي تم قياسها في مختبر جيفرسون، وأعلى زخم البروتونات التي تم إنتاجها على الإطلاق عن طريق تشتت الإلكترون".
أوضح دوتا: "في الطاقات التي نحققها، عادة ما يتم تدمير البروتون، وأنت تنظر إلى حطام البروتون". "ولكن في حالتنا، نريد أن يظل البروتون بروتونًا، والطريقة الوحيدة التي يمكن أن يحدث بها ذلك هي إذا كانت الكواركات تتماسك معًا، وتثبت بعضها البعض بقوة أكبر حتى تتمكن من الهروب معًا من النواة".
بينما لاحظ الفيزيائيون النوويون عدة آلاف من البروتونات في التجربة، لم يجدوا العلامات الواضحة لشفافية الألوان في البيانات الجديدة.
قالت زوميلا-فانس: "أعتقد أن هذا يخبرنا أن البروتون أكثر تعقيدًا مما توقعنا". "هذا تنبؤ أساسي للنظرية. نحن نعلم أنه يجب أن توجد بطاقة عالية، لكننا لا نعرف حتى الآن أين سيحدث ذلك".
قال الباحثون إن الخطوة التالية هي فهم الظاهرة بشكل أفضل في الجسيمات الأبسط حيث تمت ملاحظتها بالفعل، بحيث يمكن إجراء تنبؤات محسنة للجسيمات الأكثر تعقيدًا، مثل البروتونات.
المصدر: المواد المقدمة من منشأة مسرع توماس جيفرسون الوطنية.