Posúvame naše chápanie fyziky. Zmerali silu jednej zo základných interakcií s rekordnou presnosťou
Na experimente ATLAS v Európskej organizácii pre jadrový výskum (CERN), ktorý objavil Higgsov bozón v roku 2012, sa podarilo zmerať silu silnej interakcie s rekordnou presnosťou. Na tému upozornil v tlačovej správe portál Phys.
Silná jadrová interakcia
Tím z experimentu ATLAS v novej štúdii dostupnej na predtlačovom serveri arXiv opisuje, ako použil Z bozón, elektricky neutrálny nosič slabej interakcie, na určenie sily silnej interakcie s bezprecedentnou presnosťou (neistota v meraní je menej ako 1 %).
Silná jadrová interakcia je najsilnejšia zo základných štyroch interakcií hmotných objektov. Ostatné tri základné interakcie sú elektromagnetizmus, slabá interakcia a gravitácia.
Mimo to táto sila drží nukleóny a kvarky u seba v jadre atómov, pričom je natoľko silná, že udrží dva protóny v jadre hélia napriek tomu, že sa elektromagneticky odpudzujú.
Jej nosičom sú gluóny. Silná interakcia alebo aj silná jadrová sila je najkomplikovanejšia interakcia, hlavne pre to ako sa jej vplyv mení so vzdialenosťou. Vo vzdialenosti väčšej ako 10 femtometrov je silná sila prakticky nepozorovateľná. Navyše sa nachádza iba vo vnútri jadier atómov.
Sila silnej jadrovej interakcie je opísaná základným parametrom v štandardnom modeli časticovej fyziky, ktorý sa nazýva konštanta silnej väzby. Hoci vedomosti o tejto konštante sa v poslednom období značne zlepšili vďaka rôznym meraniam a rozvoju nových teoretických rámcov, neistota pri určení jej presnej hodnoty je rádovo väčšia, ako neistota pri iných väzbových konštantách základných interakcií.
„Sila silnej jadrovej interakcie je kľúčovým parametrom štandardného modelu, ale je známa len s percentuálnou presnosťou. Pre porovnanie, elektromagnetická sila, ktorá je 15-krát slabšia ako silná interakcie pri energii snímanej LHC je známa s presnosťou menšou ako jedna časť z miliardy,“ hovorí fyzik z CERNu Stefano Camarda
Ako prebiehal experiment?
Na zlepšenie presnosti sily silnej interakcie sa vedci z experimentu ATLAS v novej štúdii zamerali na skúmanie Z bozónov vznikajúcich pri zrážkach protón-protón vo Veľkom hadrónovom urýchľovači pri kolíznej energii 8 TeV.
Z (zero) bozón je spolu s W (weak) bozónom elementárna častica, ktorá sprostredkováva slabú interakciu. Slabá interakcia je pritom zodpovedná napríklad aj za jav rádioaktivity, ako aj za podstatnú zložku termonukleárnych procesov prebiehajúcich na Slnku.
Samotné bozóny sú triedou častíc zahŕňajúcich gluóny, ktoré viažu jadrá atómov dohromady, a tiež fotóny, ktoré sú základnou jednotkou svetla. Patrí medzi nich aj známy Higgsov bozón, o ktorom sa predpokladá, že dáva hmote jej hmotnosť. Bozóny W a Z sú si však podobné v tom, že oba sú nositeľmi slabej interakcie, hoci Z bozón nemá žiaden elektrický náboj.
Najpresnejšia hodnota
Z bozóny sú typicky produkované, keď dva kvarky v kolidujúcich protónoch anihilujú. V tomto procese slabej interakcie vstupuje do hry silná sila prostredníctvom žiarenia gluónov z anihilačných kvarkov.
Toto žiarenie „postrčí“ Z bozón (dôjde k zmene hybnosti), pričom toto štuchnutie je v smere priečnom k pôvodnej osi kolízie – vedci to označujú pojmom priečna hybnosť.
Veľkosť tohto „postrčenia“ závisí od silnej väzbovej konštanty. Presné meranie distribúcie priečnej hybnosti Z-bozónu a porovnanie s rovnako presnými teoretickými výpočtami tejto distribúcie umožňuje určiť silnú väzbovú konštantu.
Porovnanie meraní s teoretickými predpoveďami umožnilo výskumníkom presne určiť silnú väzbovú konštantu na hmotnostnej škále Z-bozónu na 0,1183 ± 0,0009.
S relatívnou neistotou iba 0,8% predstavuje uvedený výsledok doteraz najpresnejšie určenie sily silnej interakcie uskutočnené jediným experimentom.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Záhadný kameň v Egypte nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté 5000 rokov
Neverili vlastným očiam: Vedci v hlbokom vesmíre objavili známe „zviera”
Vedci šokovali svet. Dramaticky zlepšili životnosť batérií elektromobilov pomocou dreva
Nikto netušil, čo sa deje: Záhadný objekt k nám vysiela rádiové signály už od roku 1988
Zem je vo vnútri obrovskej prázdnoty. „Zvuk Veľkého tresku“ naznačuje možné riešenie veľkej záhady
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
„Telo má vlastný systém na likvidáciu rakoviny,“ hovorí popredný lekár. Takto ho aktivuješ
Ako ísť do dôchodku v 35 rokoch: Investičný byt ti zabezpečí pasívny príjem
Obyčajné sople odhaľujú Alzheimera, Parkinsona či rakovinu. Ich farba prezrádza, čo sa deje v tvojom tele
Odstávka obľúbenej banky Slovákov: V jeden deň nepôjde internet banking, web ani aplikácia
Trump chystá zásadný odkaz Rusku. Veľké vyhlásenie má prísť v tento dátum
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
- Brusel chce zarezať telekomunikačných operátorov. Proti novému zákonu sú všetky štáty EÚ
-
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
- Totálna nehoráznosť: Čínska vojnová loď použila laser proti lietadlu EÚ, Nemci reagujú tvrdo
- Brusel chce zarezať telekomunikačných operátorov. Proti novému zákonu sú všetky štáty EÚ
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
Trump mení stratégiu: Zbrane pre Ukrajinu pôjdu cez NATO, voči Rusku chystá zásadné vyhlásenie
Takto sa zneužíva home office. Odborári odhalili praktiky, ktoré sa ťa môžu týkať
Očkovanie neodmietali nevzdelaní. Nová štúdia odhalila iný faktor
Tržby TSMC prekonali očakávania. Čipy pre AI lámu rekordy
Slovensko má najdrahšie palivá v regióne. Analytici majú vysvetlenie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP