Precyzyjnie o protonie

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Po 15 latach pomiarów i 8 latach obliczeń oraz sprawdzania błędów naukowcy pracujący przy projektach H1 i ZEUS opublikowali najbardziej precyzyjne informacje dotyczące wewnętrznej struktury i zachowania protonu. Dane, które posłużyły do analizy, pochodziły z ponad miliarda zderzeń protonów z elektronami oraz pozytonami, wykonanych w latach 1992-2007 w akceleratorze HERA. W ich analizie brało udział około 300 specjalistów z 70 instytucji naukowych. To kulminacja programu HERA. Nasze badania przez długi czas będą najbardziej precyzyjnym obrazem protonu. Są one istotne nie tylko dla zrozumienia podstawowych właściwości materii, ale będą stanowiły też bazę dla ekspertów pracujących przy zderzaczach protonów, takich jak LHC w CERN-ie - mówi Joachim Mnich, dyrektor laboratorium DESY (Niemiecki Synchrotron Elektronowy) w Hamburgu.

Jednym z rezultatów przeprowadzonych badań jest potwierdzenie teorii zwanej chromodynamiką kwantową (QCD). Naukowcy stwierdzili, że struktura protonu staje się tym bardziej dynamiczna, w z im większą energią prowadzone są badania protonu. Dowiedziono też, że Model Standardowy właściwie przewiduje unifikację oddziaływań słabych i elektromagnetycznych przy dużych energiach. Przy małych energiach siła elektromagnetyczna jest znacznie potężniejsza niż oddziaływania słabe. Teoretycy przewidują jednak, że obie te siły są tak naprawdę jedną, co może przecierać drogę do zunifikowania wszystkich czterech sił występujących we wszechświecie.

Dzięki eksperymentowi HERA udało się zidentyfikować obie siły pod kątem ich nośnika, którym dla siły elektromagnetycznej jest foton, a dla oddziaływań słabych – bozony Z i W. Przy dużych energiach obie siły zachowują się identycznie, co potwierdza teorię oddziaływań elektrosłabych, czyli teorię małej unifikacji.

Przeprowadzone badania nie wyjaśniają jednak wszystkich zagadek związanych z Modelem Standardowym. Kwantowa chromodynamika nie wyjaśnia wszystkich wyników pomiarów, jakie uzyskaliśmy przy transferze niskich energii pomiędzy protonem a elektronem. To coś, na co teoretycy i fenomenolodzy powinni w przyszłości zwrócić szczególną uwagę - mówi Matthew Wing z University College London.

« powrót do artykułu