Rakenne proton on alle mikroskoopilla Yhdysvaltain energiaministeriön Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) Newport News, Virginia, jossa useita kokeiluja edelleen tuottaa odottamattomia tuloksia. Yksinkertaiset teoriat protonin rakenteen sanoa, että tapa sähkövaraus on jakautunut protoni on sama kuin magnetoinnin jakelu. Mutta Jefferson Lab Tulokset osoittavat Nämä jakaumat ovat varmasti erilaisia. Keskeinen tavoite ydinfysiikan on ymmärtää rakennetta ja käyttäytymistä voimakkaasti vuorovaikutuksessa asian suhteen sen rakennuspalikoita, kvarkit ja gluonit. Tärkeä askel kohti tätä tavoitetta on kuvaus sisäisen rakenteen protoni ja neutroni, joita yhdessä kutsutaan nukleoneista. Jefferson Lab rakennettiin osittain opiskelemaan fysiikkaa kvarkeista ja gluonit ja niiden yhteys laajempiin komposiitti esineitä, kuten protoneja. Protoni on positiivisesti varautunut ydin vetyatomin, yleisin alkuaine maailmankaikkeudessa. Se koostuu kolmesta veloitetaan kvarkeista ja gluonit jotka sitovat heidät yhteen. Kvarkit liikkua, joten protoni on vastuussa jaettu sen kokoa. Tämä johtaa sukupolven sähkövirtaa, mikä puolestaan aiheuttaa magneettikentän. Lisäksi kvarkit ja gluonit molemmilla on spin, mikä magneettinen momentti. Yhdistelmä kaikista magneettikentän ja magneettinen momentti on määrä nimeltään magnetoinnin. Jefferson Lab on ainutlaatuinen mahdollisuus mitata protoni n sähkövaraus ja magnetointi jakaumat, ns sähkömagneettisen muodossa tekijät, jotka kuvaavat sen sisäisen rakenteen. Kahdessa viime Jefferson laboratoriokokeissa, tutkijoille suunnatun kiihdytin on polarisoitunut elektronisuihku kohti nestemäistä vetyä jäähdytetään 17 Kelvin (-429 ° F). Jokainen elektroni palkin luontainen impulssimomentti tai spin. Palkki elektronien sanotaan olevan "polarisoitunut", jos niiden pyörii kohta - keskimäärin - tiettyyn suuntaan. Koska elektroni törmäsi protoni on vety kohde, protoni hätkähdin, risoituvat aikana vuorovaikutusta. Hajallaan elektronin ja recoiling protoni sittemmin havaittu kahdessa korkean resoluution spektrometrit (HRS), ja protoni polarisaatio mitattiin kehitetty ilmaisin kutsutaan protoni polarimetrillä. Näistä mittauksista, tutkijat voisivat saada suhde sähkövaraus jakelua magnetoinnin jakelu - sähköiset ja magneettiset muodossa tekijät - eri syvyyksiin sisälle protoni. Niiden kokeissa paljastui yllättäviä ja merkittävästi erilaiset energia-riippuvuuden muodossa tekijät. Tiedot osoittivat, että protoni n maksu jakelu ei ole sama kuin sen magnetoinnin jakelu; varausjakaumasta on enemmän hajallaan kuin magnetoinnin. Nämä tulokset ovat erittäin kiinnostavia sekä kokeellinen ja teoreettinen fyysikko. Jefferson Lab tiedot on jo ollut vaikutusta teoreettisia malleja, auttaa sulkea pois joitakin malleja, ohjaa toisia kohti parempaa kuvausta sisäisen protonin rakenteen. Yksi tällainen malli kehitettiin vuonna 1996 fyysikot Gerald A. Miller ja Michael R. Frank, niin University of Washington Seattlessa, ja Byron K. Jennings päässä Triumf Vancouverissa. Tutkijat ennustivat lasku-off suhde sähkömagneettisen muodossa tekijät, mutta tuolloin he eivät ymmärtäneet, että kokeellinen vahvistus oli mahdollista. Kun tulokset ensimmäisen Jefferson laboratoriokokeissa luotaa protonin rakenteen julkistettiin vuonna 2000, ennuste vahvistettiin. Mielenkiintoinen sivutuotteena Millerin teoria on, että protoni ei välttämättä pallomainen muoto. Riippuen impulssimomentti ja kvarkit, protoni voitaisiin pallon muotoinen tai enemmän kuin donitsi, suolarinkilä tai maapähkinä. Miller sanoo erilaisia muotoja on lähes rajaton, ja riippuu liikemäärän ja kvarkit ja välinen kulma spin kvarkki ja spin protonin. |