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
Vedci dokázali zastaviť starnutie. Našli vec, vďaka ktorej budú ľudia žiť oveľa dlhšie
Vedci zachytili záhadný signál: Opakovane k nám prichádza z planéty, kde sa má skrývať život
Prirovnávajú ho k Hviezde smrti. Objekt blízko Zeme pred nami celú dobu skrýval obrovské tajomstvo
Z chemikálie vytvorili potravinu. Čínski vedci hlásia úspech, nepotrebovali ani pôdu, vodu a rastlinu
Vedci dostali veľkú nádej. Zistili, kde sú na Marse ukryté stopy dávneho života
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Lekárka odhalila jasné znaky poškodenia pečene: Objavujú sa na rukách, väčšina Slovákov ich prehliada
Popredný lekár varuje pred fenoménom moderného života: Ničí mozog, vedie k vyhoreniu a ohrozuje tvoju pamäť
Expert na dlhovekosť: Začni deň týmito 6 potravinami, ktoré jedávajú najdlhšie žijúci ľudia. „Raňajkuj ako kráľ,“ tvrdí
Koniec hotovosti: Slovenských podnikateľov čaká zásadná reforma
Za 150-tisíc eur si v Piešťanoch otvorili pekáreň: „Keď som upiekla 90 chlebov denne, vedela som, že to už nie je len hobby“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- Vedci zachytili záhadný signál: Opakovane k nám prichádza z planéty, kde sa má skrývať život
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- VIDEO: V Kanade natočili pri búrke záhadnú modrú guľu. Môže ísť o fenomén, ktorý rozdeľuje vedu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- 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
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
Fico opäť cúva pred Bruselom. Slovensko blokuje sankcie a riskuje miliardové žaloby
Kataster sa konečne spamätal. Oddnes si dôležitý dokument vybavíš aj na pošte
Na Slovensku vzniká lietadlo budúcnosti. Vodíkový VTOL má nahradiť vrtuľníky a zmeniť mestskú dopravu
Najzamestnávateľ roka v IT prekvapil verejnosť. Prepúšťa 150 ľudí a varuje pred neistotou
Poľsko aj Maďarsko majú svojich prvých vesmírnych hrdinov. Kapsula ISS bezpečne pristála v oceáne
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP