ภายในนิวเคลียสอะตอมไมสันกลายเป็นเบา• Igor Ivanov •ข่าววิทยาศาสตร์เกี่ยวกับ "องค์ประกอบ" •ฟิสิกส์

ภายในนิวเคลียสของอะตอม, mesons กลายเป็นเบา

ผลจากการทดลอง E325 ในเครื่องเร่งความเร็วแบบ KEK ของญี่ปุ่นพบว่ามวลของ mesons ภายในนิวเคลียสลดลง (ภาพจาก scphys.kyoto-u.ac.jp)

การทดลองดำเนินการที่เครื่องเร่งความเร็วของญี่ปุ่น KEK ยืนยันผลที่คาดการณ์ไว้ในทางทฤษฎี: mesons ภายในนิวเคลียสกลายเป็นเบา

การเคลื่อนที่ของอนุภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์ผ่านทางวัตถุเป็นปัญหาทางกายภาพที่น่าสนใจมาก เมื่ออนุภาค (โฟตอนอิเล็กตรอน ฯลฯ ) บินผ่านสื่อจะนำเสนอการบิดเบือนในพื้นที่ซึ่งกระจายไปพร้อมกับอนุภาคเอง ทั้งหมดนี้สามารถอธิบายได้ว่า quasiparticle: วัตถุค่อนข้างคล้ายกับอนุภาคเดิม แต่ มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ.

การเปลี่ยนแปลงที่อนุภาคได้รับในตัวกลางอาจแตกต่างกันมาก ตัวอย่างเช่นลำแสง (นั่นคือฟลักซ์โฟตอน) ที่แพร่กระจายผ่านสื่อโปร่งใสที่มีดัชนีหักเห nชะลอตัว n ครั้งเทียบกับรังสีของแสงในสูญญากาศ อีกตัวอย่างหนึ่ง: อิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์เคลื่อนไหว "ลาก" บิดเบือนผลึกท้องถิ่นและด้วยเหตุนี้ มวลสาร เป็นกฎหลายครั้งมากกว่ามวลอิเล็กตรอนในสูญญากาศ ในกรณีที่แปลกใหม่อาจเกิดขึ้นได้ว่าทั้งสองลักษณะของอนุภาคเดียวกันดูเหมือนจะถูกแยกออกจากกันในอวกาศและมีอยู่ด้วยตัวเอง (ดูโน้ต "เป็นครั้งแรก" บุคลิกภาพแบบแบ่งแยก "ถูกตั้งข้อสังเกตในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า")

นักฟิสิกส์ทฤษฎีได้ทำนายไว้ว่าผลกระทบที่น่าสนใจเช่นเดียวกันนี้เกิดขึ้นไม่เพียง แต่สำหรับโฟตอนและอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังอยู่ในโลกของนิวเคลียสอะตอมและอนุภาคมูลฐานที่มีอายุสั้นอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการคาดการณ์ว่า mesons บางอย่าง "plodding" ผ่านเรื่องนิวเคลียร์จะเห็นได้ชัดว่า "ลดน้ำหนัก"

เป็นมูลค่าที่เน้นว่าในทางทฤษฎีผลกระทบนี้เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงได้ มันเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่ามวลของ hadrons เกิดขึ้น แบบไดนามิก: "แรงดึงดูด" หลักจะได้รับให้พวกเขาไม่ได้โดยมวลของควาร์กที่พวกเขาจะถูกสร้างขึ้นโดยตรง แต่โดยมวลของเขตข้อมูลที่แข็งแกร่งที่มีการเชื่อมต่อควาร์ก ภายในนิวเคลียสฟิลด์เหล่านี้เปลี่ยนไปเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงของฮอนโดรด้วย

เป็นเวลานานแล้วจึงไม่สามารถทดสอบการคาดการณ์เหล่านี้ได้ทั้งหมด การตรวจสอบดังกล่าวไม่ใช่เรื่องง่ายเลยทีเดียว: ในท้ายที่สุดสิ่งนี้ไม่เพียงต้องการสร้างอนุภาคมูลฐานที่มีอายุสั้น แต่ยังติดตามการเคลื่อนไหวของมัน ในหลักการในช่วงสิบปีที่ผ่านมาผลการทดลองหลาย ๆ ข้อได้ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกับเมซอนในนิวเคลียสเกิดขึ้น (ดูที่ตัวอย่างเช่น nucl-ex / 0504010) แต่เป็นการยากที่จะตีความผลลัพธ์เหล่านี้อย่างแจ่มแจ้ง

ตอนนี้บทความล่าสุดโดย M. Naruki et al., Physical Review Letters, 96, 092301 (10 มีนาคม 2549) มีชื่อเป็น nucl-ex / 0504016 เช่นเดียวกับข้อความ preprint ล่าสุดของ nucl-ex / 0511019 «ฉัน» ในการทดลอง E325 ดำเนินการใน KEK ของเครื่องเร่งความเร็วแบบญี่ปุ่นพบว่ามีปริมาณโพแทสเซียมโอเมก้าและไอออนภายในนิวเคลียสของอะตอมที่เบาลง

โดยทั่วไปมวลของอนุภาคมูลฝอยที่มีอายุสั้นสามารถคำนวณได้จากพลังงานทั้งหมดของอนุภาคทั้งหมดที่มันสลายตัวให้แน่นอนพวกมันทั้งหมดเข้าสู่เครื่องตรวจจับและพลังงานของพวกมันถูกวัดได้อย่างถูกต้อง ในความพยายามทั้งหมดก่อนหน้านี้เพื่อกำหนดมวลของ meson ภายในนิวเคลียส meson จะถูกสลายตัวไปสู่ ​​hadron อื่น ๆ แต่ฮาร์รอนมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตอนและนิวตรอนอย่างมากซึ่งหมายความว่าตัวเองสามารถกลายเป็น "พันกัน" ภายในนิวเคลียสซึ่งสูญเสียพลังงานบางส่วนออกไปจากนิวเคลียส "การแทรกแซง" ดังกล่าวทำให้การวิเคราะห์ข้อมูลมีความซับซ้อนมากขึ้น

ในทางกลับกันชาวญี่ปุ่นใช้วิธีการ "สะอาด" ในการหามวลของ meson: ผ่านการสลายตัวของอิเล็กตรอนโพซิตรอนคู่ สำหรับอิเล็กตรอนและโพซิตรอนสารนิวเคลียร์เกือบโปร่งใสดังนั้นแม้ว่า meson จะสลายตัวภายในนิวเคลียสคู่อิเล็กตรอนโพซิตรอนจะสามารถบินได้โดยไม่มีการแทรกแซงและไปถึงเครื่องตรวจจับจากพลังงานทั้งหมดของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนคุณสามารถระบุได้ด้วยความแม่นยำสูงมวลอนุภาคที่ผุกร่อน

ผลของการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมซอน (เป็นที่แน่ชัดคือ "quasi-meson") ภายในนิวเคลียสสูญเสียเกือบ 10% ของมวลซึ่งสอดคล้องกับความถูกต้องที่ดีกับผลการคำนวณทางทฤษฎี เรื่องบังเอิญนี้ช่วยให้เราหวังว่าทฤษฎีที่ทันสมัยของแหล่งกำเนิดแบบไดนามิกของมวลชนของฮาดรอนทั้งหมดสะท้อนถึงความเป็นจริงได้ดี นอกจากนี้หลักฐานการทดลองดังกล่าวยังช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถใช้ทฤษฎีของตนกับสถานะที่รุนแรงขึ้นของสสารที่เกิดขึ้นตัวอย่างเช่นภายในดาวนิวตรอน

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

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