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Examinant la Structure du Proton - Technologie Neuve

La structure du proton est sous le microscope au Ministère De L'énergie des États-Unis l'Installation Nationale d'Accélérateur de Thomas Jefferson (Laboratoire de Jefferson) dans des Nouvelles de Newport, la Virginie, où une suite d'expériences continue à produire des résultats inattendus.

Les théories Simples de structure de proton indiquent que la voie la charge qu'électrique est distribuée dans le proton est identique que la distribution de magnétisation. Mais les résultats de Laboratoire de Jefferson indiquent que ces distributions sont réellement différentes.

Un objectif principal de physique nucléaire est de comprendre la structure et le comportement de la substance fortement de interaction en termes de ses synthons, quarks et gluons. Une étape importante vers cet objectif est une description de la structure interne pour le proton et le neutron, collectivement connue sous le nom de nucléons. Le Laboratoire de Jefferson a été établi, en partie, pour étudier la physique des quarks et des gluons et leur connexion à de plus grands objectifs composés comme des protons.

Le proton est franchement - le noyau chargé de l'atome d'hydrogène, l'élément le plus abondant dans l'univers. Il se compose de trois quarks chargés et des gluons qui les grippent ensemble. Les quarks déménagent autour, ainsi le proton a une charge répartie sur sa taille. Ceci mène au rétablissement d'un courant électrique, qui induit consécutivement un champ magnétique. De plus, les quarks et les gluons les deux ont la rotation, menant à un moment magnétique. La combinaison de tout le champ magnétique et de moment magnétique est une magnétisation appelée de quantité.

Le Laboratoire de Jefferson est seulement positionné pour mesurer les distributions de la charge électrique et de la magnétisation du proton, les soi-disant facteurs de forme électromagnétiques qui décrivent sa structure interne.

Dans deux expériences récentes de Laboratoire de Jefferson, les chercheurs ont dirigé le faisceau d'électrons polarisé de l'accélérateur vers l'hydrogène liquide refroidi vers 17 Kelvin (- 429°F). Chaque électron dans la poutre a un moment angulaire intrinsèque, ou la rotation. La poutre des électrons est dite « polarisée » si leurs rotations se dirigent - en moyenne dans un sens particulier. Pendant Qu'un électron se heurtait un proton dans l'objectif d'hydrogène, le proton a reculé, devenant polarisé pendant l'interaction. L'électron et le proton dispersés de recul ont été alors trouvés dans des deux spectromètres à haute résolution (HRS), et la polarisation de proton a été mesurée par un détecteur particulièrement développé appelé un polarimètre de proton.

De ces mesures, les chercheurs pourraient obtenir un rapport de distribution de charge électrique à la distribution de magnétisation - les facteurs de forme électriques et magnétiques - aux profondeurs variées à l'intérieur du proton. Leurs expériences ont indiqué l'énergie-dépendance inattendue et sensiblement différente pour les facteurs de forme. Les données ont prouvé que la distribution de charge du proton n'est pas identique que sa distribution de magnétisation ; la distribution de charge est plus étendue que la magnétisation.

Ces résultats sont très intéressants aux physiciens expérimentaux et théoriques. Les données de Laboratoire de Jefferson ont déjà eu une incidence sur les modèles théoriques, aidant éliminent quelques modèles, dirigeant d'autres vers une meilleure description de structure interne de proton.

Un tel modèle a été développé en 1996 par des physiciens Gérald A. Miller et Michael R. Frank, les deux de l'Université de Washington à Seattle, et de Byron K. Jennings de TRIUMF à Vancouver. Les chercheurs ont prévu une décroissance dans le taux des facteurs de forme électromagnétiques mais, lorsque, ils ne se sont pas rendus compte que la confirmation expérimentale était possible. Quand les résultats du premier Laboratoire de Jefferson expérimente structure de sondage de proton ont été annoncés en 2000, la prévision a été confirmé.

Un sous-produit intéressant de la théorie de Miller est que le proton n'est pas forcément sphérique dans la forme. Selon le moment angulaire des quarks, le proton a pu être sphérique dans la forme ou plutôt un beignet, un bretzel ou une arachide. Miller dit que la variété de formes est presque sans limites, et dépend de l'élan des quarks et de la cornière entre la rotation du quark et la rotation du proton.

Posté le 3 décembre 2003rd

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

Last Update: 12. June 2013 08:05

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