ранний результат — по новым данным эта величина не превосходит 0,43 аттометра (эта величина в два миллиарда миллиардов раз меньше метра). Для сравнения, зарядовый радиус протона составляет 0,84 фемтометра — в две тысячи раз больше. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, с текстом статьи можно ознакомиться в препринте....

" /> Физики установили новые ограничения на радиус кварков Версия для слабовидящих
Физики установили новые ограничения на радиус кварков Печать Email
Новости об инновациях
13.04.2016

Физики из международной коллаборации ZEUS опубликовали новые данные по ограничениям на эффективный радиус кварков. Ученым удалось в два раза усилить ранний результат — по новым данным эта величина не превосходит 0,43 аттометра (эта величина в два миллиарда миллиардов раз меньше метра). Для сравнения, зарядовый радиус протона составляет 0,84 фемтометра — в две тысячи раз больше. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, с текстом статьи можно ознакомиться в препринте.

Под эффективным радиусом в данном случае понимается специальная характеристика, которая показывает, каков пространственный масштаб внутренней структуры частицы. Стоит отметить, что на масштабах, о которых идет речь, говорить о некотором реальном радиусе, который мы можем приписать макроскопическому объекту, нельзя. Различить какие-либо внутренние свойства помешает принцип неопределенности Гейзенберга — он же не позволит просто локализовать частицу.

Зная эффективный радиус и количество кварков, которые находятся в заданном объеме пространства, можно предсказать вероятность того, провзаимодействует ли с ними частица, пролетающая сквозь этот объем. И наоборот, определив вероятность столкновений можно получить ограничения на эффективный радиус — аналогичный по смыслу эксперимент Гейгера—Марсдена позволил Резерфорду обосновать планетарную модель атома и определить радиус ядра атома золота. В нем через тонкую золотую фольгу ученые пропускали поток электронов и альфа-частиц и исходя из статистики отклонения частиц изучали свойства атомов золота.

Детектор ZEUS, установленный на коллайдере HERA. Grzegorz Gach / ZEUS

В новой работе роль золотой фольги (объема пространства ,в котором расположены изучаемые объекты) играли протоны — частицы, наряду с нейтронами, составляющие ядра атомов. Согласно современным моделям, внутри протона есть два типа частиц — кварки (один нижний и два верхних) и глюоны, переносчики сильного взаимодействия. Кварки внутри протона соответствовали ядрам атомов золота в эксперименте Гейгера—Марсдена. 

Исследователи изучали результаты столкновения электронов с протонами. Взаимодействия между электронами и кварками во многом определяются зарядами частиц, поэтому авторы работы искали характерные размеры неоднородностей в том, как распределен заряд внутри протона.

Статистика столкновений между электронами (и позитронами) с протонами была собрана на ныне закрытом ускорительном эксперименте HERA. Ранее исследователи уже предпринимали попытки выяснить радиус кварков на основе этих данных, но при этом использовалась лишь часть собранных данных. В новой работе физики использовали объединенную статистику, набранную коллайдером за все время его работы — 1994–2007 годы. При этом исследователи использовали в своих расчетах модель, которая допускает вклады каких-либо новых механизмов, лежащих вне Стандартной модели.

В результате физики получили ограничения на величину квадрата радиуса кварков:

−(0.47·10−16 см)2 < R2q < (0.43·10−16 см)2

Отрицательные величины квадрата радиуса кварка могут возникнуть в тех ситуациях, когда в исследуемой зарядовой плотности знак заряда меняется с изменением радиуса. Новые ограничения оказались в два раза «строже» полученных при первом анализе данных: на меньшей выборке исследователи получили ограничение в 0,85 аттометра. 

Радиусы субатомных частиц вычисляются на основе того, как они взаимодействуют с другими объектами. К примеру, самые точные на сегодняшний день данные о радиусе протона были получены при изучении атома мюонного водорода. В этой частице вокруг протона вращается тяжелый аналог электрона — мюон. Поскольку орбитали мюонов гораздо меньше электронных, их изучение позволяет обнаружить факт неточечности ядра — протона, в случае мюонного водорода.

Автор: Владимир Королёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/fiziki-ustanovili-novye-ogranicheniya-na-radius-kvarkov

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта