プロトンの構造 - 新技術を検査します

プロトンの構造はトーマス・ジェファーソンの一連の実験が予想外の結果を生み続けるニューポートのニュース、ヴァージニアの各国用の加速装置機能 (ジェファーソンの実験室) 米国エネルギー省に顕微鏡の下にあります。

プロトンの構造の簡単な理論は電荷がプロトンで配られる方法が磁化の分布と同じであると言います。 しかしジェファーソンの実験室の結果はこれらの分布が確定的に異なっていることを明記します。

原子物理学の基本的な目的はブロック、クォークおよびグルーオンの点では強く相互作用の問題の構造そして動作を理解することです。 この目的の方の重要なステップは一まとめに核子として知られているプロトンおよび中性子のための内部構造の記述、です。 ジェファーソンの実験室は、一部には、クォークおよびグルーオンの物理学およびプロトンのようなより大きい合成の目的への接続を調査するために構築されました。

プロトンは水素原子、宇宙の最も豊富な要素の正荷電のコアです。 それはそれらを一緒に結合するグルーオンおよび 3 つの満たされたクォークより構成されています。 クォークは動かします、従ってプロトンにサイズへ分布する料金があります。 これはそれから磁界を誘導する電流の生成の原因となります。 さらに、クォークにおよびグルーオンに両方磁気モーメントの原因となる回転があります。 総磁界および磁気モーメントの組合せは磁化と呼出される量です。

ジェファーソンの実験室は一義的にプロトンの電荷および磁化の分布、内部構造を記述するいわゆる電磁石の形式要素を測定するために置かれます。

2 つの最近のジェファーソンの実験室の実験では、研究者は 17 ケルビンに冷却された液体水素の方に加速装置の分極された電子ビームを指示しました (- 429°F)。 ビームの各電子に本質的な角運動量、か回転があります。 電子のビームは回転が指せば平均すると 「特定の方向で」 - 分極されると言われます。 電子が水素ターゲットのプロトンと衝突したと同時に、プロトンは反動しま、相互作用の間に分極されるようになります。 分散させた電子および反動のプロトンは 2 つの高解像の分光計でそれから検出され (HRS)、プロトンの分極はプロトン偏光計と呼出された特に開発された探知器によって測定されました。

これらの測定から、研究者は - をプロトンの中のさまざまな深さで…磁化の分布への電荷の分布の比率 - 電気および磁気形式要素得ることができます。 実験は形式要素のための予想外および著しく異なるエネルギー依存を明らかにしました。 データはプロトンの料金分布が磁化の分布と同じではないことを示しました; 料金分布は磁化より広げられて。

これらの結果は実験および理論的な物理学者に非常に興味深いです。 ジェファーソンの実験室データに既に理論モデルの影響がありま、除外します内部プロトンの構造のよりよい記述の方に他を指示するあるモデルを助けます。

1 つのそのようなモデルは物理学者によってジェラルド A. ミラーおよびミハエル R. フランク、シアトルの、およびバンクーバーの TRIUMF からの Byron K. Jennings ワシントン大学からの両方 1996 年に開発されました。 実験確認は可能だったことを研究者は電磁石の形式要素の比率の衰えを予測しましたが、認識しなかった時。 ジェファーソンの最初の実験室徹底的なプロトンの構造の結果が実験するとき 2000 年に、予言確認されました発表されました。

ミラーの理論の興味深い副産物はプロトンが必ずしも形で球形ではないことです。 クォークの角運動量によって、プロトンは形またはドーナツ、プレッツェルまたはピーナツのような多くで球形であることができます。 ミラーは形の変化がほぼ無制限で、クォークの運動量およびクォークの回転とプロトンの回転間の角度によって決まることを言います。

2003 年 12 月rd 3 日掲示される

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

Last Update: 12. June 2013 08:12

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