معلومات

قد يكون العلماء قد حلوا لغزًا كميًا عمره 35 عامًا

قد يكون العلماء قد حلوا لغزًا كميًا عمره 35 عامًا

الإيداع

يبدو أن العلماء قد اكتشفوا أخيرًا الإجابة على اللغز البالغ من العمر 35 عامًا عن سبب تباطؤ الكواركات - اللبنات الأساسية للبروتونات والنيوترونات ، والتي تسمى مجتمعة بالنيوترونات - عندما تندمج في نواة ذرية ، وفقًا لتقرير صادر عن LiveScience .

قوى قوية ، كواركات وتأثير EMC

على مدار 35 عامًا ، حاول العلماء وفشلوا في فهم سبب تباطؤ الكواركات إلى حد كبير بمجرد دخولها في نواة الذرة. السبب الذي يجعل هذا الأمر مزعجًا بشكل خاص للعلماء هو أن كواركات النوكليون مرتبطة ببعضها البعض بواسطة الغلوونات وتحكمها ما يُعرف بالقوة القوية ، والتي تبلغ قوتها حوالي 100 مرة قوة القوة الكهرومغناطيسية التي تبقي الإلكترونات في مدار حول النواة الذرية وتربط النواة الذرية نفسها معًا.

راجع أيضًا: حركة الجسيمات الكمية التي لوحظت في دقة عالية

إنها القوة القوية التي تتحكم بشكل كبير في الزخم الداخلي لكواركات النوكليون ، لذا لا يهم سرعة الكواركات سواء كانت تشكل نواة حرة أو نواة تشكل جزءًا من نواة ذرية أم لا ، ومع ذلك فإن العلماء لديهم رأيت أن هذا يبدو أن هذا هو الحال.

إنه ما يُعرف بتأثير EMC ، بعد التعاون الأوروبي Muon في CERN الذي اكتشفه لأول مرة في عام 1983 ، وقد تحدى باستمرار محاولات علماء الفيزياء للتفسير.

أزواج مترابطة

يبدو أن فريق CLAS Collaboration ، وهو فريق دولي من العلماء ، قد وجد الإجابة على لغز EMC. بحثهم المنشور في المجلة طبيعة هذا الشهر ، ركز على دراسة شيء يعرف باسم "الأزواج المترابطة" من النيوكليونات.

على الرغم من أن النوكليون هو في الحقيقة مجرد نظام مكون من ثلاثة كواركات مرتبطة في الفضاء ، فإن هذه الأنظمة تبقى عمومًا داخل جيبها الخاص ولا تغزو فضاء نواة أخرى. في بعض الأحيان ، يتلامس هذان الجيبان ويتداخلان لفترة من الوقت قبل الانفصال مرة أخرى. عندما يحدث هذا ، يقال إنهم أزواج مرتبطة قصيرة المدى (SRC).

ما وجده الباحثون هو أن هذا التداخل قد يكون مرتبطًا بشدة بتأثير التوافق الكهرومغناطيسي المرصود. يبدو أن بياناتهم تظهر أن كواركات النوكليون لا تتباطأ بمجرد دخولها في النواة بعد كل شيء ، فقط كواركات زوج SRC هي التي تفعل ذلك.

عندما يرتبط زوج من النكليونات ببعضها البعض ، فإن الكمية الكبيرة نسبيًا من الطاقة التي تغذي القوى القوية للنكليونين تبدأ بالتدفق بين كل نظام من الكواركات في النواة ، مما يتسبب في اضطراب زخمها. يبدو هذا الاضطراب واضحًا لدرجة أنه يحرف البيانات المتعلقة بسرعة الكواركات في نواة الذرة بشكل عام.

تُظهر الرياضيات التي طورها الباحثون في بحثهم أن تبادل الطاقة بين SRC النيوتروني والبروتون من شأنه أن يفسر تأثير EMC المرصود ، وفقًا لجيرالد فيلدمان ، الذي كتب مقالًا في طبيعة حول الدراسة المنشورة ولكن الذين لم يشاركوا في بحث CLAS Collaboration.

كتب فيلدمان: "استخدم تعاون CLAS بيانات تشتت الإلكترون المأخوذة في مختبر جيفرسون لتأسيس علاقة بين حجم تأثير EMC وعدد أزواج SRC النيوترونية والبروتونية في نواة معينة".

"السمة الرئيسية للعمل هي استخراج دالة رياضية تتضمن تأثير أزواج SRC على المقطع العرضي للتشتت والتي تبين أنها مستقلة عن النواة. توفر هذه العالمية تأكيدًا قويًا للعلاقة بين تأثير EMC وأزواج SRC من النيوترون والبروتون ".


شاهد الفيديو: خمول الغده الدرقية وكيفية علاجها د محمد الغندور (شهر نوفمبر 2021).