Pixabay License. Volné pro komerční užití

Kvarky samy o sobě nedokážou vysvětlit spin neutronu

Se spinem neutronu (1/2) je to překvapivě složité. Neutron se skládá ze 3 kvarků (2 kvarky d a 1 kvark u), ty však podle nové studie odpovídají pouze za 25 až 30 % celkového spinu neutronu. Další vliv zde mají gluony, tedy částice silné interakce, které v nukleonech lepí kvarky dohromady. Tři kvarky se také pohybují kolem sebe navzájem a orbitální úhlový moment vznikající při tomto pohybu ovlivňuje celkový spin rovněž. A do hry vstupují i spiny virtuálních částic, kvarků i antikvarků. Vedle hlavních (valenčních) kvarků totiž z vnitřní energie neutronu neustále vznikají i dvojice kvarků/antikvarků virtuálních.
Na toto téma viz také: Podivné asymetrie: Antikvarky v protonu fungují jinak

Dien Nguyen a Jennifer Rittenhouse West z Brookhaven National Laboratory (spadá pod americké ministerstvo energetiky) nyní popsali novou metodu, jak by se spin neutronu mohl dát zkoumat. Chtějí-li vědci zjistit, jak se jednotlivé faktory podílejí na celkovém spinu neutronu, zkoumají obvykle vnitřní strukturu neutronů tím, že do nich střílejí elektrony o vysoké energii. Elektron přitom pronikne do neutronu a srazí se s jedním z jeho kvarků, v důsledku toho se vychýlí a změření jeho vlastností poskytne obrázek o tom, co se děje uvnitř neutronu. Problém je ale v tom, že neutrony jsou mimo atomové jádro nestabilní, takže se jejich vlastnosti zkoumají mnohem hůře než u protonů.
Vědci nyní přišli s novým způsobem „izolace neutronu“, kdy by se mělo podařit oddělit informaci o neutronu od zbytku atomového jádra. V Brookhaven National Laboratory se v roce 2024 má začít stavět nový urychlovač Electron-Ion Collider. Novinkou mát speciální část v detektoru, která zde umožní detekovat i dosud „neviditelné“ částice vznikající jako produkty srážek.
Jak konkrétně z experimentálních dat izolovat nové informace o spinu neutronu? Jako budoucí experiment vědci navrhli srážku svazku elektronů se svazkem iontů helia-3 s jádrem obsahujícím dva protony a jeden neutron. Speciální detekční oblast bude schopna zachytit měření dvou protonů z jádra helia-3 (tzv. proces double-tagging). Toto „dvojité značení“ dvou protonů z jádra helia-3 umožní plný přístup k informacím o jediné zbývající částici jádra helia-3, neutronu (poznámka PH: ne že by tedy z pohledu laika byl tento výklad zvlášť srozumitelný, respektive pouze ve zcela obecné rovině). V přírodě ani na stávajících urychlovačích se nic takového neděje, respektive nedá zrealizovat.

I. Friščić et al, Neutron spin structure from e-3He scattering with double spectator tagging at the electron-ion collider, Physics Letters B (2021). DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136726
Zdroj: Brookhaven National Laboratory / Phys.org

Dlouhověcí papoušci jsou chytřejší

Inteligence a délka dožití příslušného druhu spolu obecně nějak korelují, protože obě tyto vlastnosti jsou …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close