Навукоўцы ўпершыню выявілі часціцы, якія ўзнікаюць з пустаты

Разгадана адна з галоўных загадкаў фізікі.

Фізікі атрымалі адны з самых пераканаўчых на сённяшні дзень доказаў таго, што маса можа ўзнікаць з флуктуацый у вакууме.

Пара часціц, якія ўзнікаюць у выніку сутыкненняў высокаэнергетычных пратонаў, можа стаць самым пераканаўчым доказам таго, што маса можа ўзнікаць з пустой прасторы. Гэта адкрыццё можа праліць святло на адну з самых вялікіх загадак фізікі: як часціцы набываюць сваю масу, піша «Фокус».

Атамы і кваркі

Напамінаем, што атамы складаюцца з нейтронаў і пратонаў, а тыя, у сваю чаргу, складаюцца з фундаментальных часціц пад назвай кваркі. У кожнай часціцы ёсць свой люстраны двайнік з антыматэрыі — антычасціца. Калі яны сустракаюцца, яны знішчаюць адно аднаго з выдзяленнем энергіі. Квантавая механіка апісвае паводзіны субатамных часціц.

Ідэальны вакуум не зусім пусты

узаемадзейнічаючы з самім вакуумам, але як менавіта гэта адбываецца, пакуль застаецца незразумелым.

Згодна з квантавай храмадынамікай, тэорыяй, якая лічыцца найлепшай для апісання моцнага ўзаемадзеяння, што звязвае кваркі ўнутры пратонаў і нейтронаў, нават ідэальны вакуум не з'яўляецца па-сапраўднаму пустым. Варта сказаць, што моцнае ўзаемадзеянне — найбольш магутнае з чатырох асноўных узаемадзеянняў ва Сусвеце, нароўні з гравітацыйным, слабым і электрамагнітным. Яно забяспечвае стабільнасць матэрыі.

Згодна з квантавай храмадынамікай, нават ідэальны вакуум запоўнены кароткачасовымі ўзрушэннямі ў квантавых палях, якія то з'яўляюцца, то знікаюць. Іх называюць віртуальнымі часціцамі.

Віртуальныя часціцы: што гэта?

Віртуальныя часціцы — бадай што самыя дзіўныя аб'екты ў фізіцы. Калі звычайныя часціцы пастаянна існуюць ва Сусвеце, то віртуальныя часціцы з'яўляюцца ніадкуль і знікаюць у нікуды за выключна кароткі час. Фізікі выкарыстоўваюць віртуальныя часціцы для апісання ўзаемадзеянняў паміж звычайнымі часціцамі. Віртуальныя часціцы ўзнікаюць з энергіі прасторы.

Нават у пустэчы, гэта значыць у ідэальным вакууме, пастаянна нараджаюцца і адразу ж узаемна знішчаюцца пары, якія складаюцца з віртуальных часціц і антычасціц. Гэты працэс называецца флуктуацыяй вакууму.

Сярод віртуальных часціц, якімі запоўнены ідэальны вакуум, ёсць і пары кварк-антыкварк. У нармальных умовах гэтыя пары знікаюць амаль адразу пасля з'яўлення. Але калі ў вакуум увесці дастаткова энергіі, то, як прадказвае квантавая храмадынаміка, віртуальныя часціцы могуць ператварыцца ў рэальныя часціцы з вымяральнай масай, якія можна ўбачыць.

Упершыню выяўленыя часціцы, якія ўзнікаюць з пустой прасторы

Цяпер фізікі з Нацыянальнай лабараторыі Брукхейвена ў ЗША ўпершыню назіралі з'яўленне часціц з пустой прасторы. Навукоўцы з дапамогай паскаральніка часціц сутыкнулі паміж сабой высокаэнергетычныя пратоны ў вакууме, што прывяло да стварэння патоку часціц, некаторыя з якіх павінны былі ўяўляць сабой пары кварк-антыкварк, непасрэдна вынятыя з самога вакууму. Але кваркі ніколі не могуць існаваць паасобку і адразу ж аб'ядноўваюцца ў кампазітныя часціцы.

На шчасце для фізікаў, гэтыя канкрэтныя часціцы змяшчаюць ключ да разумення свайго паходжання. Кваркі і антыкваркі нараджаюцца з агульным квантавым выраўнаваннем, успадкаваным ад вакууму.

Фізікі выявілі, што гэтая сувязь захоўваецца нават пасля таго, як кваркі і антыкваркі становяцца часткай больш буйных часціц, якія называюцца гіперонамі, якія распадаюцца менш чым за дзясятую долю мільярднай долі секунды. Выяўленне гэтых гіперонаў пасля сутыкненняў пратонаў дазволіла навукоўцам пацвердзіць, што кваркі ўнутры іх паходзяць з вакууму.

Фізікі лічаць, што гэта адкрыццё дапаможа лепш вывучыць уласцівасці вакууму, што дазволіць навукоўцам зразумець, як часціцы набываюць масу. Тэорыя квантавай храмадынамікі прадказвае, што кваркі атрымліваюць большую частку сваёй масы,

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]