Новости Зеленограда, инфопортал Зеленоград ИНФО
Четверг, 16 Сентября, 2021 год
Главная » Наука » В Мире » Физики впервые точно измерили распределение частиц внутри нейтронов

Физики впервые точно измерили распределение частиц внутри нейтронов

Замеры сузили поле поисков так называемой пятой силы природы, отметили в Национальном институте стандартов и технологий США

Физики впервые точно измерили распределение частиц внутри нейтронов

© grandbrothers/Shutterstock/FotodomЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылкиGoogle Новости

ТАСС, 9 сентября. Ученые провели первый сверхточный замер зарядового радиуса нейтронов, который отражает характер распределения кварков внутри этих частиц. Эти замеры сузили поле поисков так называемой пятой силы природы, сообщила в четверг пресс-служба Национального института стандартов и технологий США (NIST).

"Как правило, чем тяжелее переносчик фундаментальных взаимодействий, тем короче те расстояния, на которых действуют связанные с ними силы природы. Наши замеры помогли на порядок уменьшить тот диапазон расстояний (от 0,2 нм до 10 нм), в которых может действовать пока не открытая "пятая сила" природы", – заявил научный сотрудник NIST Бенджамин Хикок, чьи слова приводит пресс-служба института.

Почти все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы (барионы) содержат в себе три кварка. Их меньшие "собратья" – мезоны – состоят из двух подобных компонентов, один из которых является антикварком, базовой составляющей антиматерии.

Еще в конце прошлого столетия физики выяснили, что внутри этих частиц присутствуют не только реальные кварки, но и так называемое море виртуальных частиц, множество непрерывно рождающихся и исчезающих пар кварков и антикварков. Их существование объясняется законами квантовой механики и хромодинамики.

Эти частицы взаимодействуют с кварками в протонах и нейтронах, что влияет на их свойства и придает последним частицам крайне небольшой, но ненулевой частичный электрический заряд. Физики уже два десятилетия пытаются измерить это значение, отражающее характер распределения реальных и виртуальных кварков внутри нейтронов.

Новые сверхточные замеры

Первые попытки сделать это закончились неудачей – результаты экспериментов, проведенных советскими учеными из Дубны и в нескольких зарубежных научных центрах, сильно разошлись из-за низкой точности проведения подобных замеров. Хикок и его коллеги выяснили, что эту проблему можно обойти, если поместить нейтроны внутрь высококачественного кристалла из кремния.

"Когда нейтрон находится внутри кристалла, он, по сути, попадает в атомное электронное облако. Расстояния между носителями заряда внутри него крайне малы, из-за чего в этом облаке возникает сверхмощное электрическое поле. Оно заставляет нейтроны вести себя как составные сферические частицы, обладающие частично положительной и отрицательной оболочками", – объяснил физик.

Руководствуясь подобными соображениями, ученые облучили кристалл при помощи пучков нейтронов, направленных вдоль и поперек рядов атомов кремния в кристаллической решетке, и проследили за тем, как электрические поля влияли на характер движения частиц. Эти замеры ученые сопоставили с рентгеновскими снимками кристалла, что помогло им максимально точно вычислить зарядовый радиус нейтронов и определить возможный вклад "пятой силы" природы в их взаимодействиях с кремнием.

Первый параметр оказался выше текущих общепринятых значений, но при этом очень близким к тем результатам, которые были получены советскими физиками еще в 1986 году. Во втором случае ученым удалось на порядок сузить возможные границы действия пока неизвестных науке фундаментальных взаимодействий, что позволит сократить перечень теорий, описывающих потенциальные проявления "новой физики" за пределами Стандартной модели физики частиц.

В ближайшее время физики планируют повторить эти замеры, но уже при температурах, близких к абсолютному нулю. Это, как надеются ученые, дополнительно повысит точность оценок зарядового радиуса нейтронов в результате снижения уровня случайных шумов до минимально возможных значений, накладываемых законами квантовой механики.

Источник

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

© 2021 Зеленоград ИНФО – ещё ближе к городу. Все права защищены.

01:01 16 Сентября
 Чт, 2021
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru