Onderzoekend de Structuur Van Proton - Nieuwe Technologie

De structuur van het proton is onder de microscoop bij de Faciliteit van de Versneller van Thomas Jefferson van het Ministerie van de V.S. van Energie Nationale (Laboratorium Jefferson) in het Nieuws van Nieuwpoort, Virginia, waar een reeks experimenten onverwachte resultaten blijft veroorzaken.

De Eenvoudige theorieën van protonstructuur zeggen dat de manier de elektrische last in het proton wordt verdeeld het zelfde als de magnetiseringsdistributie is. Maar de resultaten van het Laboratorium Jefferson wijzen op deze distributies absoluut verschillend zijn.

Een fundamenteel doel van kernfysica is de structuur en het gedrag van sterk op elkaar inwerkende kwestie in termen van zijn bouwstenen, quarken te begrijpen en gluons. Een belangrijke stap naar dit doel is een beschrijving van de interne die structuur voor het proton en het neutron, gezamenlijk als nucleonen wordt bekend. Laboratorium van Jefferson werd gebouwd, voor een deel, om de fysica van quarken en gluons en hun aansluting aan grotere samengestelde voorwerpen zoals protonen te bestuderen.

Het proton is positief - geladen kern van het waterstofatoom, het overvloedigste element in het heelal. Het wordt samengesteld uit drie laadde quarken en gluons die hen samenbinden. De quarken bewegen zich rond, zodat die heeft het proton een last over zijn grootte wordt verdeeld. Dit leidt tot de generatie van een elektrische stroom, die beurtelings een magnetisch veld veroorzaakt. Bovendien hebben de quarken en gluons allebei rotatie, die tot een magnetisch ogenblik leiden. De combinatie van het totale magnetisch veld en het magnetische ogenblik is een hoeveelheid genoemd magnetisering.

Het Laboratorium van Jefferson wordt uniek geplaatst om de last en de magnetiseringsdistributies van het proton de elektrische, de zogenaamde elektromagnetische vormfactoren te meten die zijn interne structuur beschrijven.

In twee recente experimenten van het Laboratorium Jefferson, leidden de onderzoekers de gepolariseerde elektronenstraal van de versneller naar vloeibare die waterstof aan 17 Kelvin (- 429°F) wordt gekoeld. Elk elektron in de straal heeft een intrinsiek impulsmoment, of rotatie. De straal van elektronen schijt „gepolariseerd“ als hun rotaties - gemiddeld in een specifieke richting wijzen. Aangezien een elektron met een proton in het waterstofdoel in botsing kwam, deinste het proton terug, wordend gepolariseerd tijdens de interactie. Het verspreide elektron en het terugdeinzende proton werden toen ontdekt in twee high-resolution spectrometers (HRS), en de protonpolarisatie werd gemeten door een speciaal ontwikkelde detector genoemd een protonpolarimeter.

Van deze metingen, konden de onderzoekers een verhouding van elektrische lastendistributie aan magnetiseringsdistributie - de elektrische en magnetische vormfactoren - bij diverse diepten binnen het proton verkrijgen. Hun experimenten openbaarden onverwachte en beduidend verschillende energie-afhankelijkheid voor de vormfactoren. De gegevens toonden aan dat de de lastendistributie van het proton niet het zelfde als zijn magnetiseringsdistributie is; de lastendistributie is uit uitgespreid meer dan de magnetisering.

Deze resultaten zijn zeer interessant aan zowel experimentele als theoretische fysici. De gegevens van het Laboratorium hebben Jefferson reeds een invloed op theoretische modellen gehad, die regel helpen uit sommige modellen, leidend anderen naar een betere beschrijving van interne protonstructuur.

Één dergelijk model werd ontwikkeld in 1996 door fysici Gerald A. Miller en Michael R. Frank, zowel van de Universiteit van Washington in Seattle, als Byron K. Jennings van TRIUMF in Vancouver. De onderzoekers voorspelden fall-off in de verhouding van de elektromagnetische vormfactoren maar tegelijkertijd, realiseerden zij niet dat de experimentele bevestiging mogelijk was. Wanneer de resultaten van het eerste Laboratorium Jefferson experimenteert werd de sonderende protonstructuur aangekondigd in 2000, werd de voorspelling bevestigd.

Een interessant bijproduct van de theorie van de Molenaar is dat het proton niet noodzakelijk sferisch in vorm is. Afhankelijk van het impulsmoment van de quarken, zou het proton in vorm of meer als een doughnut, een pretzel of een pinda sferisch kunnen zijn. De Molenaar zegt de verscheidenheid van vormen bijna onbegrensd is, en hangt van de impuls van de quarken en de hoek tussen de rotatie van de quark en de rotatie van het proton af.

Gepost 3rd December 2003

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

Last Update: 12. June 2013 08:03

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit