
藝術家對質子內容物的印象,包括夸克(紅色)下降夸克(藍色)和許多膠子,以及概率低的虛擬顆粒,現在包括Charm Quark和Anti-Quark。圖片來源:
自1968年以來,曾經被認為是基本顆粒的質子,而是由夸克組成。有些夸克實際上比質子重,但這不是一個問題,因為質子被認為純粹是由輕夸克組成的 - 兩個是向上,一個夸克是確切的。但是,新研究表明質子也包含魅力夸克,確實比質子重,就像鍋裡有一個更大的鍋一樣。
“這違背了所有常識,”胡安·羅喬博士或阿姆斯特丹VU大學陳述。 “這就像購買一包一包鹽,然後出來兩公斤的沙子。”
但是,任何對常識高度依戀的人都在頭六週從量子力學課程中輟學,因此Rojo和合著者並沒有避免。在自然他們透露,只有不到質子的質量的不到百分之一來自質子比質子重。
這樣的原因是量子物理學是關於概率的,而不是絕對的。如果夸克有機會在粒子的一部分中有一個機會,它將貢獻其質量的0.1%,而不是通常零,偶爾會100%,因為我們的經典經歷會導致我們期望。
之所以出現貢獻,是因為基本顆粒及其反粒子在互相殲滅之前不斷地存在,這是由Parton分佈函數(PDFS)跟踪的過程。事實證明,它的一個地方魅力和反式夸克喜歡這樣做。
基本顆粒的質量以電子伏除以光速(畢竟E = MC2)測量。夸克大約為2.2 mev/c2和下夸克4.7 mev/c2。質子的其餘0.9 GEV/C2由組成粒子的動能組成。另一方面,魅力為1.5 GEV/c2:大約是上夸克的700倍。這有點像一頭(非常迷人的)大象自發出現在一個房間裡,這些房間裡到處都是群眾,甚至結合在一起的大象,但前提是它迅速用抗腦子迅速消滅了自己。
早在1980年代初,有些發現了證據為了使重夸克提供一些質子的質量。但是,即使在量子物理學中,非凡的主張也需要非凡的證據,而那時觀察結果並不被認為令人信服。
現在,Rojo和合著者認為,他們的證據不是以新觀察的形式,而是通過使用人工智能來分析為其他實驗進行的半百萬質子碰撞的結果。如果質子根本沒有魅力夸克PDF,則發現觀察到的產品只有0.3%的機會可能發生。
我們對質子的大多數知識源於將它們粉碎在一起,因此它們以揭示構成粒子的方式破裂,因此發現魅力的存在變得複雜了。為此,我們必須將它們加速到很高的速度,涉及的能量為重夸克出現的條件帶來了條件。如果檢測到魅力夸克(Charm Quarks),則很難確定它們是否本質上存在於質子中,或者是高能量環境的結果。
Rojo認為,即使Charm Quark的PDF貢獻了很小的質子質量,但該發現仍然很重要。 “我們互相射擊質子,尋找可能表明新粒子或力的微妙異常,”他說。 “只有當您完全理解彼此射擊的內容時,您才能做到這一點。”
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