Physiciens finalement calculé où la masse du proton provient de

est plus juste que la somme de ses parties de masse d'un proton. Et maintenant, les scientifiques savent tout ce que représente la Heft de la particule subatomique. Protons sont constitués de particules encore plus petites appelées quarks, de sorte que vous pourriez attendre à ce que la simple addition des masses des quarks devrait vous donner la masse du proton. toutefois, cette somme est beaucoup trop faible pour expliquer la masse du proton. Et nouveau, calculs détaillés montrent que seulement 9 pour cent de Heft du proton provient de la masse des quarks constitutifs. Le reste de la masse du proton provient des effets complexes qui se produisent à l'intérieur de la particule, rapport des chercheurs dans le novembre. 23 Physical Review Letters.

ENTREPRISE MASSIVE Utilisation d'une technique appelée QCD sur réseau, scientifiques compris comment les protons (illustré ici dans le noyau d'un atome) obtenir leur masse photo: Ktsdesign / SHUTTERSTOCK

Quarks obtenir leurs masses d'un processus connecté au boson de Higgs, une première particule élémentaire détectée dans 2012 (SN: 7/28/12, p. 5). Mais « les masses quarks sont minuscules,», Explique le co-auteur de l'étude et le physicien théoricien Keh-Fei Liu de l'Université du Kentucky à Lexington. Alors, pour les protons, l'explication de Higgs est loin.

Au lieu, la plupart des années protons 938 millions d'électronvolts de masse est due à la complexité de la chromodynamique quantique, ou QCD, la théorie qui explique le barattage de particules à l'intérieur du proton. Avec des calculs QCD est extrêmement difficile, afin d'étudier les propriétés du proton théoriquement, les scientifiques reposent sur une technique appelée treillis QCD, dans lequel l'espace et le temps sont divisés en une grille, sur lequel les quarks résident.

En utilisant cette technique, les physiciens avaient déjà masse calculée de proton (SN: 12/20/08, p. 13). Mais les scientifiques n'avaient pas divvied là où cette masse vient jusqu'à présent, dit physicien théoricien André Walker-Fort de Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie. « Il est passionnant parce qu'il est un signe que ... nous avons vraiment touché cette nouvelle ère » dans laquelle QCD treillis peut être utilisé pour mieux comprendre la physique nucléaire.

En plus de 9 pour cent de la masse du proton qui vient de la Heft de quarks, 32 pour cent provient de l'énergie des quarks zipping autour de l'intérieur du proton, Liu et ses collègues ont trouvé. (En effet, l'énergie et la masse sont les deux faces d'une même médaille, grâce à la célèbre équation d'Einstein, E = mc².) D'autres occupants du proton, les particules sans masse appelées gluons qui aident à maintenir quarks, contribuer un autre 36 pour cent par leur énergie.

Le reste 23 pour cent se pose en raison des effets quantiques qui se produisent lorsque les quarks et les gluons interagissent de façon complexe au sein du proton. Ces interactions provoquent QCD à bafouer un principe appelé l'invariance d'échelle. Dans les théories invariants d'échelle, étirement ou rétrécissement de l'espace et le temps ne fait aucune différence aux résultats des théories. particules massives fournissent la théorie avec une échelle, alors quand QCD défie l'invariance d'échelle, protons gagnent également en masse.

Les résultats de l'étude ne sont pas surprenants, dit physicien théoricien Andreas Kronfeld de Fermilab à Batavia, Mauvais. Les scientifiques ont longtemps soupçonné que la masse du proton a été faite de cette façon. Mais, il dit, « Ce genre de calcul remplace une croyance avec les connaissances scientifiques. »

La source: Trois personnes atteintes de paralysie sous le cou ont pu naviguer, par Emily Conover