Proton ne kadar katı?

Proton ne kadar katı?

Yüksek Yoğunluklu Gama Işını Kaynağında Compton saçılma kurulumu. Merkezi silindir sıvı hidrojen hedefidir. Yüksek enerjili gama ışınları, sıvı hidrojenden gama ışınlarının enerjisini ölçen sekiz büyük dedektöre saçılır. Kredi: Mohammad Ahmed, Kuzey Karolina Merkez Üniversitesi ve Üçgen Üniversiteleri Nükleer Laboratuvarı

Proton, kuarkların ve gluonların temel yapı taşlarından oluşan bileşik bir parçacıktır. Bu bileşenler ve etkileşimleri, elektrik yükleri ve akımları dahil olmak üzere protonun yapısını belirler. Bu yapı, polarizasyon olarak bilinen bir fenomen olan harici elektrik ve manyetik (EM) alanlara maruz kaldığında deforme olur. EM polarizasyonları, EM alanlarının neden olduğu deformasyona karşı sertliğin bir ölçüsüdür. Bilim adamları, EM polarizasyonlarını ölçerek protonun iç yapısını öğrenirler.


Bu bilgi, sonuçları nükleonlardan gama ışını saçılımının teorik açıklamalarıyla karşılaştırarak nükleonların (protonlar ve nötronlar) nasıl oluştuğuna dair bilimsel anlayışı doğrulamaya yardımcı olur. Bilim adamları bu saçılma sürecine nükleon Compton saçılması diyor.

Bilim adamları, protonu EM tepkilerinin hakim olduğu bir mesafede ve ölçekte incelediklerinde, EM polarize edilebilirlik değerlerini yüksek hassasiyetle belirleyebilirler. Bunu yapmak için Etkili Alan Teorilerinin (EFT’ler) teorik çerçevesini kullanırlar. EFT’ler, düşük enerjilerdeki nükleon yapısının tanımını, kuantum renk dinamiği (QCD) olarak adlandırılan mevcut güçlü nükleer kuvvet teorisiyle eşleştirme vaadini taşır. Bu araştırmada, bilim adamları proton Compton saçılımını kullanarak EFT’leri doğruladılar. Bu yaklaşım aynı zamanda EFT’lerin altında yatan çerçeveyi ve metodolojiyi de doğruladı.

Proton Compton saçılması, bilim adamlarının bir hidrojen hedefinden (bu durumda sıvı bir hedef) dairesel veya doğrusal polarize gama ışınlarını saçtığı ve ardından saçılan gama ışınlarının açısal dağılımını ölçtüğü süreçtir. Yüksek enerjili gama ışınları, nükleondaki yüklerin ve akımların tepkisinin önemli hale geldiği kadar güçlü EM alanları taşır.

Bu çalışmada, şimdi yayınlanan Fiziksel İnceleme MektuplarıBilim adamları, Triangle Üniversiteleri Nükleer Laboratuvarı’ndaki Yüksek Yoğunluklu Gama Işını Kaynağında (HIGS) protondan Compton saçılmasının yeni ölçümlerini gerçekleştirdiler. Bu çalışma, polarize gama ışınları kullanılarak düşük enerjilerde protondan Compton saçılması için yeni bir deneysel yaklaşım sağladı. Çalışma, proton ve nötron polarizasyon belirlemelerinin doğruluğunu geliştirmek için HIGS’de yeni yüksek hassasiyetli ölçümlere olan ihtiyacı artırıyor. Bu ölçümler, nükleonların düşük enerjili tanımını QCD’ye bağlayan teorileri doğrular.


Göreceli nükleer çarpışmalarla nükleon boyutunu sınırlama


Daha fazla bilgi:
X. Li ve diğerleri, Doğrusal Polarize Gama Işınlarından Proton Compton Saçılması, Fiziksel İnceleme Mektupları (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.132502

ABD Enerji Bakanlığı tarafından sağlanan

Alıntı: Proton ne kadar katı? (2022, 3 Ekim) 4 Ekim 2022’de https://phys.org/news/2022-10-stiff-proton.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

Leave a Comment