پروتون چه اندازه سفت است؟

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۹ اکتبر، ۲۰۲۲
لینک منبع: Nuclear Physics: How Stiff Is the Proton?

پروتون یک ذره هسته‌ای با بار الکتریکی مثبت است که در هسته یک اتم قرار دارد. آن یک ذره مرکب است که از بلوک‌های سازنده اساسی کوارک‌ها و گلون‌ها ساخته شده‌است. این اجزا و فعل و انفعالات آن‌ها، ساختار پروتون، از جمله بارهای الکتریکی و جریان‌های آن را تعیین می‌کنند. هنگامی که در معرض میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی خارجی (EM) قرار می‌گیرند، این ساختار تغییر شکل می‌دهد، پدیده‌ای که به‌عنوان قابلیت قطبی شدن شناخته می‌شود. پلاریزاسیون EM معیاری از سختی در برابر تغییر شکل القا شده توسط میدان‌های EM است.

با اندازه‌گیری پلاریزاسیون EM، محققان می‌توانند در مورد ساختار داخلی پروتون یاد بگیرند. این دانش با مقایسه نتایج با توصیفات نظری پراکندگی اشعه گاما از هسته‌ها، به اعتبارسنجی درک علمی نحوه تشکیل هستک‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) کمک می‌کند. فیزیک‌دانان این فرآیند پراکندگی را پراکندگی کامپتون می‌نامند.

تاثیر

هنگامی که دانشمندان پروتون را در فاصله و مقیاسی بررسی می‌کنند که در آن پاسخ‌های EM غالب هستند، می‌توانند مقادیر پلاریزاسیون EM را با دقت بالایی تعیین کنند. برای انجام این کار، آن‌ها از چارچوب نظری نظریه‌های میدانی موثر (EFTها) استفاده می‌کنند. نظریه‌های میدانی موثر (EFTها) وعده تطبیق توصیف ساختار نوکلئون در انرژی‌های پایین با نظریه فعلی نیروی هسته‌ای قوی، به نام کرومودینامیک کوانتومی (QCD) را دارند. در این تحقیق، دانشمندان EFTها را با استفاده از پراکندگی پروتون کامپتون اعتبارسنجی کردند. این رویکرد همچنین چارچوب و روش‌شناسی زیربنای EFTها را تایید می‌کند.

خلاصه

پراکندگی پروتون کامپتون فرایندی است که به وسیله آن دانشمندان پرتوهای گاما را به صورت دایره‌ای یا خطی قطبی‌شده از یک هدف هیدروژنی (در این مورد، یک هدف مایع) پراکنده می‌کنند، سپس توزیع زاویه‌ای پرتوهای گاما پراکنده را اندازه‌گیری می‌کنند. پرتوهای گاما با انرژی بالا دارای میدان‌های EM به اندازه کافی قوی هستند که پاسخ بار و جریان در نوکلئون قابل‌توجه می‌شود.

در این مطالعه، دانشمندان اندازه‌گیری‌های جدیدی از پراکندگی کامپتون از پروتون در منبع اشعه گاما در آزمایشگاه هسته‌ای دانشگاه Triangle انجام دادند. در این مقاله یک روش تجربی جدید برای پراکندگی کامپتون از پروتون در انرژی‌های پایین با استفاده از پرتوهای گاما قطبی‌شده ارائه شده‌است.

این مطالعه، نیاز به اندازه‌گیری‌های جدید با دقت بالا را برای بهبود دقت تعیین پلاریزاسیون پروتون و نوترون، افزایش می‌دهد. این اندازه‌گیری‌ها، نظریه‌هایی را که توصیف انرژی پایین نوکلئون‌ها را به QCD پیوند می‌دهند، تایید می‌کنند.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات فیزیک هسته‌ای ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.