Sciencemag.cz
Doporučujeme
Experimenty mají naznačovat, že vliv těžkých kvarků na hmotnost protonu může být větší, než se vědci původně domnívali. Chen Xurong z Čínské akademie věd a jeho kolegové přišli s novým pohledem na původ hmotnosti nukleonů.
Protony a neutrony se podílejí na více než 99 % hmotnosti pozorovatelné ve vesmíru. Mechanismy, které odpovídají za hmotnost nukleonů, jsou složitě propojeny s jevy, jako je kvantová stopová anomálie, barevné omezení a dynamické narušení chirální symetrie. Proto je zkoumání původu nukleonové hmotnosti důležitým tématem výzkumu struktury nukleonů a studia kvantové chromodynamiky.
V předchozích studiích se předpokládalo, že hmotnost kvarků sídlících v protonech pochází převážně z jejich složek: dvou kvarků u (up, nahoru) a jednoho kvarku d (dolů, down), přičemž příspěvky ostatních typů kvarků se považovaly za zanedbatelné. Nedávné výzkumy naznačily možnou přítomnost těžších druhů kvarků uvnitř protonů. Zatím však neexistoval dostatek přímých experimentálních důkazů, které by potvrdily podstatný vliv těžkých kvarků (podivný kvark a půvabný kvark) na hmotnost protonu.
V nové studii vědci stanovili vztah mezi kvantovou anomální energií protonů a celkovým členem sigma (včetně příspěvků lehkých a těžkých kvarků k hmotnosti protonu) a extrahovali člen sigma z experimentálních dat. Odhalili větší než očekávaný člen sigma těžkých kvarků, přibližně 337 MeV (tzv. dipólový fit) a 455 MeV (tzv. exponenciální fit), který tvoří 36-48 % celkové hmotnosti protonu (938 MeV).
Wei Kou et al, Unraveling proton strangeness: Determination of the strangeness sigma term with statistical significance, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.036034
Zdroj: Chinese Academy of Sciences / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: Proton se skládá ze 2 kvarků u a jednoho kvarku d. Je celkem kuriózní, pokud 36-48 % jeho hmotnosti představují kvarky, z nichž se „neskládá“ (virtuální, co stále nějak vznikají a zanikají, nebo jak si to představit?).
Protom ma hmotnost asi 1 GeV, up quark asi 2,2 MeV a down quark asi 4,7 MeV. To znamena, ze hmotnost techto takzvanych valencnich kvarku tvori mene nez 1% hmotnosti protonu. Zbytek je tvoren energii silneho pole, ktere drzi ty kvarky pohromade. Toto pole se laicky popisuje jako virtualni gluony a pary kvark-antikvark. A nedavno se zjistilo, ze je tam vice paru bottom kvarku-antikvarku, nez se cekalo, jinymi slovy pri srazce protonu vznika vice B mezonu, nez se ocekavalo.
myslim, ze manzelstvi se taky nesklada jen ze dvou manzelu, ale vlivu prvku, ktere nejsou primo soucasti manzelstvi. vliv deticek, vliv tchyne co tam dela dusno apod.