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Examinando a Estrutura de Proton - Nova Tecnologia

A estrutura do protão está sob o microscópio no Ministério de E.U. da Facilidade Nacional do Acelerador do Thomas Jefferson da Energia (Laboratório de Jefferson) na Notícia de Newport, Virgínia, onde uma série de experiências continua a produzir resultados inesperados.

As teorias Simples da estrutura do protão dizem que a maneira que a carga elétrica é distribuída no protão é a mesma que a distribuição da magnetização. Mas os resultados do Laboratório de Jefferson indicam que estas distribuições são definida diferentes.

Um objetivo fundamental da física nuclear é compreender a estrutura e o comportamento da matéria fortemente de interacção em termos de seus blocos de apartamentos, quarks e gluons. Uma etapa importante para este objetivo é uma descrição da estrutura interna para o protão e o nêutron, conhecida colectivamente como núcleons. O Laboratório de Jefferson foi construído, na parte, para estudar a física dos quarks e dos gluons e sua conexão aos objetos compostos maiores como protão.

O protão é positivamente - o núcleo cobrado do átomo de hidrogênio, o elemento o mais abundante no universo. É compo de três quarks cobrados e dos gluons que os ligam junto. Os quarks movem-se ao redor, assim que o protão tem uma carga distribuída sobre seu tamanho. Isto conduz à geração de uma corrente elétrica, que induza por sua vez um campo magnético. Além, os quarks e os gluons ambos têm a rotação, conduzindo a um momento magnético. A combinação do campo magnético total e do momento magnético é uma quantidade chamada magnetização.

O Laboratório de Jefferson é posicionado excepcionalmente para medir as distribuições da carga elétrica e da magnetização do protão, os factores de formulários eletromagnéticos assim chamados que descrevem sua estrutura interna.

Em duas experiências recentes do Laboratório de Jefferson, os pesquisadores dirigiram o feixe de elétron polarizado do acelerador para o hidrogênio líquido de refrigeração a 17 Kelvin (- 429°F). Cada elétron no feixe tem um impulso angular intrínseco, ou a rotação. O feixe de elétrons seriam “polarizado” se suas rotações apontam - em média em um sentido específico. Enquanto um elétron colidiu com um protão no alvo do hidrogênio, o protão dar um coice, tornando-se polarizado durante a interacção. O elétron e o protão dispersados dar um coice foram detectados então em dois espectrómetros de alta resolução (HRS), e a polarização do protão foi medida por um detector especialmente desenvolvido chamado um polarímetro do protão.

Destas medidas, os pesquisadores poderiam obter uma relação da distribuição de carga elétrica à distribuição da magnetização - os factores de formulários elétricos e magnéticos - em várias profundidades dentro do protão. Suas experiências revelaram energia-dependência inesperada e significativamente diferente para os factores de formulários. Os dados mostraram que a distribuição de carga do protão não é a mesma que sua distribuição da magnetização; a distribuição de carga é mais espalhada para fora do que a magnetização.

Estes resultados são muito interessantes aos físicos experimentais e teóricos. Os dados do Laboratório de Jefferson têm tido já um impacto em modelos teóricos, ajudando a regra para fora alguns modelos, dirigindo outro para uma descrição melhor da estrutura interna do protão.

Um tal modelo foi desenvolvido em 1996 por físicos Gerald A. Miller e Michael R. Frank, ambos da Universidade de Washington em Seattle, e de Byron K. Jennings de TRIUMF em Vancôver. Os pesquisadores previram uma diminuição na relação dos factores de formulários eletromagnéticos mas, então, não realizaram que a confirmação experimental era possível. Quando os resultados do primeiro Laboratório de Jefferson experimentam estrutura de sondagem do protão estiveram anunciados em 2000, a previsão estêve confirmado.

Um subproduto interessante da teoria de Miller é que o protão não é necessariamente esférico na forma. Segundo o impulso angular dos quarks, o protão podia ser esférico na forma ou em mais como uma filhós, um pretzel ou um amendoim. Miller diz que a variedade de formas é quase ilimitada, e depende do impulso dos quarks e do ângulo entre a rotação do quark e a rotação do protão.

3 de dezembro de 2003 Afixadord

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

Last Update: 12. June 2013 08:20

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