Examinando la Estructura del Protón - Nueva Tecnología

La estructura del protón está bajo el microscopio en el Ministerio de los E.E.U.U. de Recurso Nacional del Acelerador de Thomas Jefferson de la Energía (Laboratorio de Jefferson) en las Noticias de Newport, Virginia, donde una serie de experimentos continúa producir resultados inesperados.

Las teorías Simples de la estructura del protón dicen que la manera que la carga eléctrica se distribuye en el protón es lo mismo que la distribución de la magnetización. Pero los resultados del Laboratorio de Jefferson indican que estas distribuciones son definitivamente diferentes.

Una meta fundamental de la física nuclear es entender la estructura y el comportamiento de la materia fuertemente que obra recíprocamente en términos de sus bloques huecos, quarks y gluons. Un paso de progresión importante hacia esta meta es una descripción de la estructura interna para el protón y el neutrón, conocida colectivamente como nucleones. El Laboratorio de Jefferson fue construido, en parte, para estudiar la física de quarks y de gluons y su conexión a objetos compuestos más grandes como los protones.

El protón es positivo - la base cargada del átomo de hidrógeno, el elemento más abundante del universo. Se compone de tres quarks cargados y de los gluons que los aten juntos. Los quarks se mueven alrededor, así que el protón tiene una carga distribuida sobre su talla. Esto lleva a la generación de una corriente eléctrica, que a su vez induce un campo magnético. Además, los quarks y los gluons ambos tienen barrena, llevando a un momento magnético. La combinación del campo magnético total y del momento magnético es una cantidad llamada magnetización.

El Laboratorio de Jefferson se coloca únicamente para medir las distribuciones de la carga eléctrica y de la magnetización del protón, los supuestos factores de forma electromágneticos que describen su estructura interna.

En dos experimentos recientes del Laboratorio de Jefferson, los investigadores dirigieron el haz electrónico polarizado del acelerador hacia el hidrógeno líquido enfriado a 17 Kelvin (- 429°F). Cada electrón en el haz tiene un impulso angular intrínseco, o barrena. El haz de electrones reputa “polarizado” si sus barrenas apuntan - por término medio - en una dirección específica. Mientras Que un electrón chocó con un protón en la meta del hidrógeno, el protón retrocedió, polarizante durante la acción recíproca. El electrón y el protón dispersos del retroceso entonces fueron detectados en dos espectrómetros de alta resolución (HRS), y la polarización del protón fue medida por un detector especialmente desarrollado llamado un polarímetro del protón.

De estas mediciones, los investigadores podrían obtener una relación de transformación de la distribución de carga eléctrica a la distribución de la magnetización - los factores de forma eléctricos y magnéticos - en las diversas profundidades dentro del protón. Sus experimentos revelaron energía-dependencia inesperada e importante diversa para los factores de forma. Los datos mostraron que la distribución de la carga del protón no es lo mismo que su distribución de la magnetización; la distribución de carga es extendida fuera que la magnetización.

Estos resultados son muy interesantes a los físicos experimentales y teóricos. Los datos del Laboratorio de Jefferson han tenido ya un impacto en modelos teóricos, ayudando eliminan algunos modelos, dirigiendo otros hacia una mejor descripción de la estructura interna del protón.

Un tal modelo fue desarrollado en 1996 por los físicos Gerald A. Miller y Michael R. Frank, ambos de la Universidad de Washington en Seattle, y de Byron K. Jennings de TRIUMF en Vancouver. Los investigadores predijeron un decaimiento en la relación de transformación de los factores de forma electromágneticos pero, cuando, no realizaron que la confirmación experimental era posible. Cuando experimentan los resultados del primer Laboratorio de Jefferson estructura de sondeo del protón fueron anunciados en 2000, la predicción fue confirmado.

Un subproducto interesante de la teoría de Miller es que el protón no es necesariamente esférico en dimensión de una variable. Dependiendo del impulso angular de los quarks, el protón podía ser esférico en dimensión de una variable o más bién un buñuelo, un pretzel o un cacahuete. Miller dice que la variedad de dimensiones de una variable es casi ilimitada, y que depende del impulso de los quarks y del ángulo entre la barrena del quark y la barrena del protón.

3 de diciembre de 2003 Asentadord

Date Added: Jan 14, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 08:24

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