تحقیقات جدید رمز و راز عمیق تر از ذرات نسل در پروتون برخورد

یک گروه از محققان از جمله دانشمندان از RIKEN Nishina مرکز شتاب دهنده مبتنی بر علوم دانشگاه توکیو دانشگاه ناگویا و ژاپن انرژی اتمی آژانس (JAEA) با استفاده از spin-polarized نسبیتی یون سنگین برخورد دهنده در آزمایشگاه ملی بروکهیون در ایالات متحده نشان می دهد که در قطبی برخورد دو پروتون خنثی pions ساطع شده در منطقه رو به جلو از برخورد--که در آن مستقیم و انفعالات مربوط به کوارکها و gluons قابل اجرا نیست--هنوز هم میزان زیادی از چپ به راست تقارن. این یافته نشان می دهد که اجماع قبلی در مورد این نسل از ذرات در این برخورد باید مجددا.

درک مکانیسم های که از طریق آن ذرات ایجاد شده در برخورد شامل پروتون ها دارای ارتباط برای درک دوش اشعه کیهانی که در آن ذرات وارد جو زمین از فضا ایجاد ذرات "دوش" که به ما کمک کند یاد بگیرند که در مورد فصل پدیده است که در محیط های افراطی از جهان است. اما آن را بسیار دشوار است برای مطالعه و بررسی چگونگی ذرات ایجاد شده به عنوان نیرویی که متصل می شود و پروتون ها در هسته و اتصال کوارک و gluons به پروتون--تعامل قوی و یا نیروی هسته ای--بسیار قوی در مقایسه با دیگر نیروها از جمله نیروی الکترومغناطیسی و نیروی جاذبه. یک راه برای بررسی این چالش مهم است درگیر یک ویژگی از پروتون به نام "چرخش" است که می توان با قیاس به راه و روش یک اسباب بازی بالا بر روی محور خود می چرخد. چرخش پروتون مصنوعی را می توان در تراز وسط قرار دارد در یک فرایند است که به نام "قطبش".

در 1970s, شتاب دهنده آزمایش در آزمایشگاه ملی آرگون ای در ایالات متحده نشان داد که pions تولید به سمت مقابل برخورد مربوط قطبی پروتون حال بزرگ چپ-راست تقارن. انرژی قطبی پروتون مورد استفاده در این آزمایش در حدود 10 میلیارد الکترون ولت (GeV). آزمایش های بالاتر انرژی-از جمله یکی در 200 GeV با استفاده از قطبی پرتو پروتون در Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) در ایالات متحده و در RHIC در آزمایشگاه ملی بروکهیون (BNL) در ایالات متحده, که در آن دو پرتو از 100 GeV پروتون در حال حرکت در جهت مخالف بودند برخورد--نشان داد که چپ و راست تقارن همچنان ادامه داشت و حتی با انرژی بالا قطبی پروتون. یک اجماع پدید آمده است که این عدم تقارن باعث شد مستقیم تعاملات میان کوارکها و gluons در پروتون ها بر اساس یک نظریه به نام perturbative quantum chromodynamics (QCD).

اما با آزمایش های اضافی در RHIC, یافته, شروع به ظهور است که به چالش کشیده اجماع. با توجه به Yuji رفتن یکی از نویسندگان این پژوهش "در حوزه انرژی RHIC کوارک و gluons پراکنده و مختلف ذرات تولید شده در قالب یک جت. زمانی که چپ و راست تقارن جت تولید شده به جلو از برخورد موقعیت در RHIC مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که بر خلاف انتظارات کلی جت و pions موجود در جت نشان نداد چپ-راست تقارن. این پیشنهاد که باعث از چپ به راست تقارن نمی شد مستقیم پراکندگی کوارکها و gluons."

به منظور بررسی بیشتر محققان با انجام آزمایش های منتشر شده در Physical Review Lettersکه در آن آنها استفاده می شود الکترومغناطیسی کالریمتر آشکارساز قبلا مورد استفاده در برخورددهنده بزرگ هادرون در سرن-شناخته شده به عنوان LHCf آزمایش وجود دارد و RHICf آزمایش در RHIC--را به یک نگاه دقیق در اشعه گاما تولید شده توسط pion واپاشی در منطقه رو به جلو از برخورد. آنها دریافتند که چپ و راست تقارن در خنثی pions همچنان ادامه دارد و حتی در آن بسیار باریک منطقه است.

با توجه به رفتن "ما دریافتیم که عدم تقارن همچنان وجود دارد بسیار باریک و زاویه از سمت راست در مقابل برخورد و در واقع افزایش زاویه حرکت می کند به دور از صفر است. این نتیجه مستلزم بازنگری قبلی نظری تفسیر است. کوچک به جلو زاویه تقارن مربوط به انرژی منطقه است که در آن پروتون ها باعث حالت هیجان زده و سهم از مکانیسم های دیگر--پراش و تشدید--ارائه ممکن است اشاره به این رمز و راز."

با توجه به Minho, Kim یک برنامه بین المللی مرتبط در RIKEN و دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه کره بود که نویسنده از آزمایش "آن را بزرگ می شود قادر به کار با سنج و ما برنامه ای برای ادامه کار ما به درک مکانیسم است که به تولید چپ-راست تقارن. این است که مطمئن شوید که به ما بینش به دوش اشعه کیهانی و در نتیجه کمک به ما برای درک پدیده ها است که در محیط های افراطی از جهان است."

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.