• Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Физики продуцируют новый вид атомной материи

Физики продуцируют новый вид атомной материи

В ядре атома ученые впервые соединили два протона и экзотический мезон — частицы, образующиеся на непродолжительное время, и состоят из кварка и антикварка.

Новое атомное ядро: K-мезон (красный) выбрасывает нейтрон (зеленый) из ядра гелия-3 и образует связь с двумя протонами (синими). (Изображения: ÖAW / Harald Ritsch)

Это соединение хоть теоретически и предполагали, но экспериментально никогда не проявляли до сих пор. Только обстреляв гелий-3 энергетическими К-мезонами, удалось создать такое мезонне сочетание в атомном ядре.

Мезоны — нестабильные «сестры» обычных ядерных частиц, в частности протонов и нейтронов. Ведь вместо кварков они состоят из кварка и антикварка. В результате они гаснут уже через доли секунды после своего возникновения. Однако существуют определенные типы мезонов, которые живут дольше — каоны, или К-мезоны. Кроме верхнего и нижнего кварков, они содержат еще и странный кварк или его античастицу.

Интересно в мезонах том, что, согласно теории, эти короткие частицы в ядре атома возникают и снова исчезают очень спонтанно — при этом на мгновение создают связи с элементами атомного ядра. Если эти скрытые взаимосвязи действительно существуют, их изучение могло бы дать ценные показания о сильное взаимодействие и его частицы-составляющие, глюоны.

«Через это в течение последних 100 лет ученые исследовали немало мезонов, чтобы увидеть, существует ли такой механический состояние связанности», — пояснили Масагико Ивасаки и его коллеги из японского Института физико-химических исследований RIKEN. Но до сих пор все поиски были напрасными.

Поэтому исследовать взялись исключительно К-мезоны. Ведь они живут немного дольше, чем другие мезоны, поэтому наиболее пригодны для исследования этой связи. Кроме того, существуют отрицательно заряженные К-мезоны, которые могут хорошо сочетаться с протонами.

В экспериментах как исходный материал ученые использовали гелий-3-изотоп гелия с двумя протонами и одним нейтроном в атомном ядре.

Эту цель они обстреляли энергетическим лучом из отрицательно заряженных К-мезонов.

Луч выбил нейтрон из ядра гелия, отдача сильно притормаживала некоторые каоны. Так в нескольких атомных ядрах каон стал на место нейтрона.

Решающим оказалось то, что на основании данных распада, полученных из этого эксперимента, можно прийти к выводу: в ядре гелия образуется временная связь между двумя протонами и К-мезоном.

«Самое простое и очевидное объяснение-это возникновение мезонного состояния связанности: системы, состоящей из негативного к-мезона и двух протонов, — сказал Ивасаки с коллегами. — При этом К-мезон стабилизирует присутствие обоих протонов».

Если это предположение подтвердится, то окажется, что ученые впервые создали экзотическую частицу из двух элементов ядра и мезона — совершенно новую форму материи. «Важно, что в этом труде мы доказали: в ядерной материй мезоны могут существовать как настоящие частицы, — сказал Масагико Ивасаки. — Это отрывает совершенно новый взгляд на атомное ядро».

Ученые объясняют, что эти экзотические частицы придают ценные показания о происхождении массы атомного ядра, также они могут рассказать, как возникает экзотическая материя в центре нейтронных звезд.

В последующих экспериментах Ивасаки и его команда хотят попытаться создать такие мезонные связи в более тяжелых от гелия атомных ядрах.

0

Комментарии


Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, авторизируйтесь!
  • Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Физики продуцируют новый вид атомной материи
  • Вы находитесь тут:
  • Bad Android
  • Блоги
  • Физики продуцируют новый вид атомной материи