Технологии и наука Фундаментальная частица Вселенной: физики выяснили, какая сила мешала раскрыть секрет кварков
Люди не могут изменить свою природу, но кварки могут это делать. Это называется смешивание кварков, и оно оставалось загадкой, но теперь ученые знают, как ее решить.
Протоны и нейтроны, из которых состоит атомное ядро, в свою очередь состоят из фундаментальных частиц под названием кварки. Без кварков невозможно представить атомное ядро. Понимание того, что управляет кварками, важно для понимания фундаментальных принципов материи и главных сил Вселенной. Хотя уже прошло полвека с тех пор, как впервые физики узнали о кварках, многие аспекты этих частиц остаются загадкой для ученых. Кварки бывают разных видов и могут превращаться из одного вида в другой с помощью процесса, известного как смешивание кварков. Даже Стандартная модель физики элементарных частиц не объясняет, как часто происходит это смешивание. Теперь физики создали основу, которая поможет раскрыть много секретов смешивания кварков. Исследование опубликовано в журнале Physical Review C, пишет Interesting Engineering.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Сейчас физикам известно, что кварки бывают шести видов: верхние, нижние, странные, очарованные, прелестные и истинные. Первые два вида кварков считаются кварками первого поколения, следующие два — второго поколения, а последние два — третьего поколения.
Самое сильное смешивание кварков наблюдается у верхних и нижних кварков. Это связано с тем, что они самые легкие и самые стабильные частицы среди всех видов кварков. Физики использовали созданную ими основу для понимания смешивания между кварками первого поколения.
Ученые измерили смешивание кварков с помощью сверхразрешенного ядерного бета-распада, при котором протон в ядре атома превращается в нейтрон, или наоборот, без существенного изменения структуры атомного ядра.
Физики выяснили, что измерение смешивания кварков было сложным из-за различных сил, которые принимают участие в процессе бета-распада. Ученые определили, что поправки к сверхразрешенному бета-распаду происходят из того, как структурировано само атомное ядро.
Эти поправки зависят от того, как слабое взаимодействие (одна из главных сил Вселенной, которая вызывает бета-распад) взаимодействует с атомным ядром. То есть именно слабое взаимодействие мешало правильно изучить смешивание кварков.
Физики пришли к выводу, что слабое взаимодействие приводит к возникновению многих неопределенности, которые возникают при измерении смешивания кварков. Физики также выделили поправки, котоыре помогут преодолеть эти неопределенности.
Как показало исследование, свой вклад в возникновение неопределенностей, хотя и в меньшей мере вносят еще две главные силы Вселенной: электромагнитное и сильное взаимодействие.
До сих пор физики не знали о той роли, которую эти силы играют в возникновении неопределенностей. Это исследование предоставило им отправную точку, с которой они могут начать решение загадки смешивания кварков.
Как уже писал Фокус, как показал эксперимент, квантовые системы всегда будут иметь секреты. Физики подтвердили теорию частиц света, то есть фотонов. Новый эксперимент показал, что природу фотона как волны, или как частицы, нельзя полностью увидеть одновременно из-за энтропийной неопределенности.
Также Фокус писал о том, что на китайской космической станции "Тяньгун" завелись насекомые. На космическую станцию Китая недавно доставили необычный груз.
