การทดลองขนาดใหญ่ให้เหลือบแรกของโครงสร้างภายในของนิวตรอน

การทดลองมากกว่า 10 ปีในการสร้างได้ส่งมอบแวบแรกของพายุเฮอริเคนของอนุภาคที่ส่งเสียงอยู่ภายในอนุภาค subatomic ที่เรียกว่านิวตรอนวางรากฐานเพื่อแก้ปริศนาลึกลงไปในหัวใจของสสาร

ข้อมูลจากเครื่องตรวจจับนิวตรอนกลางที่ Thomas Jefferson National Accelerator ของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (TJNAF) มีบทบาทในการอธิบายแผนที่ควอนตัมของเครื่องยนต์ของนิวตรอน

"มันเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญมากสำหรับการศึกษานิวเคลียส"บอกว่าSilvia Niccolai ผู้อำนวยการวิจัยที่ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศส

สิ่งที่เราถือว่าเป็นนิวเคลียสของอะตอมคือรังผึ้งของอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่าควาร์กที่ดิ้นรนกับการแลกเปลี่ยนกลูออน ทุกที่ที่สองควาร์กที่มีรสชาติที่เรียกว่า 'Up' จะถูกผูกไว้กับรสชาติที่เรียกว่า 'ลง' คุณจะพบโปรตอน ทำให้เป็นควาร์กสองลำและขึ้นเดี่ยวคุณจะมีนิวตรอนตัวเอง

การอธิบาย Quark Trios ในรูปแบบนี้ทำให้พวกเขาฟังดูเป็นไข่ในกล่อง ในความเป็นจริงการดำรงอยู่ของพวกเขาคืออะไรก็ได้ แต่จัดอย่างสะดวกสบายด้วยพายุที่วุ่นวายของอนุภาคและ antiparticles ที่มีอยู่และไม่มีอยู่ในการแข่งขันควอนตัม

เพื่อเข้าใจการแจกแจงและการเคลื่อนไหวของฝูงควาร์กในกุญแจมือกลูออนของพวกเขานักฟิสิกส์ได้ยิงอนุภาคนิวเคลียร์แบบดั้งเดิมด้วยอิเล็กตรอนและสังเกตว่ากระสุนขนาดเล็ก Ricochet เพื่อให้ผลลัพธ์ของการทดลองเหล่านี้อธิบายได้ง่ายขึ้นนักทฤษฎีอ้างถึงหน่วยของควาร์กและกลูออนที่ทำงานภายใต้กรอบควอนตัมที่แตกต่างกันมาเริ่มกันเถอะ-

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาการทดลองเร่งความเร็วอนุภาคพลังงานสูงโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์การยอมรับขนาดใหญ่ของ CEBAF และการอัพเกรดที่ TJNAF มี-ซึ่งรวมถึงความแตกต่างที่สับสนระหว่างมวลและขนาดของนิวเคลียส

นิวตรอนเป็นน็อตที่ยากขึ้นในการแตกส่งกระสุนอิเล็กตรอนของพวกเขาที่มุมที่เกินเอื้อมของเครื่องตรวจจับสเปกโตรมิเตอร์

"ในการกำหนดค่ามาตรฐานไม่มีการตรวจหานิวตรอนในมุมเหล่านี้"บอกว่าNiccolai

ในปี 2554 การก่อสร้างเครื่องตรวจจับใหม่เริ่มทำงานร่วมกับ CNRS ซึ่งในที่สุดก็ติดตั้งในปี 2560 ก่อนที่จะผ่านการทดลองครั้งแรกในการทดลองครั้งแรกในปี 2562 และ 2563

ไกลจากการแล่นเรือใบที่ราบรื่นการออกแบบการทดลองอนุญาตให้โปรตอนเป็นครั้งคราวเพื่อแอบเข้าไปและปนเปื้อนผลลัพธ์ หลังจากทำความสะอาดตัวกรองการเรียนรู้ด้วยเครื่องที่ออกแบบโดยวัตถุประสงค์แล้วตัวเลขก็สามารถนำไปใช้กับแบบจำลองเชิงทฤษฎีในกิจกรรมนิวตรอนได้ในที่สุด

การศึกษาครั้งแรกที่ใช้ประโยชน์จากข้อมูลได้มีข้อ จำกัด ที่จำเป็นมากในการแจกแจงแบบหนึ่งในนิวตรอนที่รู้จักกันดีน้อยที่สุดที่เรียกว่าการกระจายพาร์ตันทั่วไป (GPD) E. E.

โดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ของการทดลองกับข้อมูลก่อนหน้านี้เกี่ยวกับโปรตอนนักวิจัยใช้ความแตกต่างในควาร์กเพื่อแยกความแตกต่างทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญของ GPD E จากแบบจำลองที่คล้ายกัน

"GPD E มีความสำคัญมากเพราะสามารถให้ข้อมูลกับเราเกี่ยวกับโครงสร้างการหมุนของนิวเคลียส"บอกว่าNiccolai

หมุนในความรู้สึกควอนตัมห่อหุ้มคุณภาพคล้ายกับโมเมนตัมเชิงมุมในโลกประจำวันของเรา การวัดก่อนหน้าของสปินของควาร์กที่ทำขึ้นโปรตอนและนิวตรอนพบว่าลักษณะเหล่านี้มีส่วนร่วมไม่เกิน 30 เปอร์เซ็นต์ของการหมุนทั้งหมดของนิวเคลียสซึ่งนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่าสิ่งที่เรียกว่าสปินวิกฤต-

ส่วนที่เหลืออยู่มาจากไหนไม่ว่าจะมาจากปฏิสัมพันธ์กับ gluonsหรือพฤติกรรมที่เข้าใจน้อยกว่าอื่น ๆ เป็นคำถามที่การทดลองในอนาคตสามารถแก้ไขได้ในที่สุด

การมีหนทางที่จะเปรียบเทียบเครื่องยนต์แฝดอย่างถูกต้องที่เกิดขึ้นในหัวใจของอะตอมเกือบจะแน่นอนว่าจะนำไปสู่ความเข้าใจใหม่ ๆ ที่น่าสนใจเกี่ยวกับกลไกควอนตัม

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ-