علماء الفيزياء تحسب في النهاية حيث تأتي كتلة البروتون من

كتلة البروتون هو أكثر من مجرد مجموع أجزائه. والآن يعرف العلماء بالضبط ما يشكل ثقلا الجسيمات تحت الذرية ل. تصنع البروتونات تصل حتى أصغر جسيمات تسمى الكواركات, لذلك قد نتوقع أن مجرد إضافة ما يصل الجماهير الكواركات "يجب أن تعطيك كتلة البروتون. ومع ذلك, هذا المبلغ بكثير صغير جدا لشرح معظم بروتون. و الجديد, وتشير حسابات مفصلة فقط 9 في المئة من الثقل بروتون comes from the mass of constituent quarks. ما تبقى من كتلة البروتون تأتي من آثار معقدة تحدث داخل الجسيمات, قال باحثون في نوفمبر. 23 استعراض للحروف البدنية.

مشروع ضخم Using a technique called lattice QCD, العلماء من الوصول كيفية البروتونات (يتضح هنا في نواة الذرة) الحصول على صور من الجماهيرية: KTSDESIGN / شترستوك

الكواركات الحصول على كتلها من عملية متصلة بوسون هيغز, رصدت الجسيمات الأولية لأول مرة في 2012 (SN: 7/28/12, ص. 5). ولكن "كتل الكواركات هي صغيرة,"يقول المؤلف المشارك الدراسة والفيزياء النظرية كيه-فاي ليو من جامعة كنتاكي في ليكسينجتون. وبالتالي, لالبروتونات, التفسير هيغز لا يرقى.

في حين أن, معظم من بروتون 938 مليون إلكترون فولت من كتلة ويرجع ذلك إلى تعقيدات اللونية الكمومية, أو QCD, نظرية الذي يمثل متماوج من جسيمات داخل البروتون. جعل الحسابات مع QCD من الصعب للغاية, لذلك لدراسة خصائص بروتون نظريا, العلماء تعتمد على تقنية تسمى شعرية QCD, حيث يتم تقسيم المكان والزمان يصل الى الشبكة, التي تقوم عليها الكواركات يقيم.

باستخدام هذه التقنية, وكان علماء الفيزياء سابقا حساب كتلة البروتون (SN: 12/20/08, ص. 13). ولكن العلماء لم divvied فوق حيث تأتي تلك الكتلة من حتى الآن, يقول الفيزيائي النظري أندريه ووكر-عال من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا. "إنه أمر مثير لأنه علامة على أن ... لقد ضرب حقا هذا العصر الجديد" الذي شعرية QCD يمكن استخدامها لفهم الفيزياء النووية.

بالإضافة الى 9 في المئة من كتلة البروتون الذي يأتي من ثقل الكواركات ", 32 وتأتي في المئة من الطاقة من الكواركات فتح سوستة حول داخل البروتون, ليو وزملاؤه ان. (ذلك لأن الطاقة والكتلة وجهان لعملة واحدة, بفضل معادلة آينشتاين الشهيرة, E = MC².) غيرها من شاغلي بروتون, جسيمات عديمة الكتلة دعا غلوونس التي تساعد الكواركات عقد معا, مساهمة أخرى 36 في المئة عن طريق الطاقة.

المتبقي 23 تنشأ في المئة بسبب التأثيرات الكمومية التي تحدث عندما تتفاعل الكواركات وغلوونس بطرق معقدة داخل البروتون. هذه التفاعلات تسبب QCD لتضرب عرض الحائط مبدأ يسمى ثبات المقياس. في نظريات ثابتة نطاق, التمدد أو التقلص المكان والزمان لا فرق في النتائج النظريات ". توفر الجزيئات الضخمة نظرية مع مقياس, حتى عندما يتحدى QCD ثبات المقياس, أيضا الحصول على البروتونات كتلة.

نتائج الدراسة ليست مفاجئة, يقول الفيزيائي النظري أندرياس Kronfeld من فيرميلاب في باتافيا, سوف. ويشتبه العلماء منذ فترة طويلة التي تم إجراؤها كتلة البروتون يصل بهذه الطريقة. لكن, هو يقول, "هذا النوع من الحساب محل الاعتقاد مع المعرفة العلمية."

مصدر: www.sciencenews.org, بواسطة Emily كونوفير