Lumea fizicii Masa quarksului luminos este calculată cu precizie

Masa protonilor este cunoscută de aproape 100 de ani. Cu toate acestea, greutatea componentelor sale nu a fost încă determinată cu exactitate. Noile calcule îmbunătățesc acum precizia.

fizicii

Quarkuri, antiquarkuri și gluoni

Ithaca (SUA) - Protonii și neutronii, componentele fiecărui nucleu atomic, sunt alcătuite din particule și mai elementare - quarcii. Un grup de cercetare condus de Peter Lepage de la Universitatea Cornell din Ithaca, New York, a determinat acum masa celor mai ușori trei quarcuri la câteva procente. Informațiile anterioare erau de zece până la douăzeci de ori mai imprecise.

Cuarcii sunt ținuți împreună de așa-numita forță puternică - una dintre cele patru forțe fundamentale din univers. Atât de puternic încât este imposibil să-i separi și să-i examini individual. În schimb, se înconjoară în mod constant cu alți quarks, antiquarks și particulele intermediare ale forței puternice, așa-numiții gluoni, și formează particule mai complexe, cum ar fi protoni sau neutroni.

„Pentru a determina masele de quark, trebuie să înțelegem exact forța puternică”, explică Lepage. Pentru a face acest lucru, el și echipa sa simulează comportamentul quarkurilor și gluonilor pe supercomputerele mari. Procedând astfel, au simplificat situația haotică permițând particulelor elementare să se miște doar pe o rețea - atât în ​​spațiu, cât și în timp. Cu cât trageți ochiul mai aproape, cu atât modelul se apropie de realitate.

Cu ajutorul acestei așa-numite cromodinamice cuantice în rețea, oamenii de știință au reușit să calculeze raportul de masă al diferitelor tipuri de quark la o precizie de un procent, care este un ordin de mărime mai bun decât înainte. Conform acestui fapt, quarkul ascendent are o masă de aproximativ 2 mega electron volți (MeV), quarcul descendent este de aproximativ 4,8 MeV și ciudatul quark în jur de 92 MeV, scriu Lepage și colegii săi în revista Physical Review Letters.

Quarkurile prezintă diferențe uimitor de mari în masele lor: cel mai ușor este quarkul sus, care este de 470 de ori mai ușor decât un proton, iar cel mai greu, quarkul superior, este de 180 de ori mai masiv decât un proton - sau aproape la fel de greu ca un atom de plumb. De ce particulele elementare sunt atât de opuse este încă neclar.