Fizikçiler Protonun Elektrik Polarize Edilebilirliğini Artık Kesin Olarak Ölçebiliyor

Daha önceki ölçümlerde yaygın olarak rastlantı olduğu düşünülse de, yeni, daha kesin ölçüm, anomalinin varlığını doğruladı ve kökeni hakkında soruları gündeme getirdi.

Protonun elektriksel polarize edilebilirliğinin ölçümleri, protonun bir elektrik alanında deformasyona ne kadar duyarlı olduğunu ortaya koymaktadır.

Boyut veya yük gibi, elektrik polarize edilebilirliği de proton yapısının temel bir özelliğidir.

Dahası, protonun elektriksel polarize edilebilirliğinin hassas bir şekilde belirlenmesi, protonun farklı tanımları arasında köprü kurmaya yardımcı olabilir.

Nasıl araştırıldığına bağlı olarak, bir proton opak tek bir parçacık olarak veya güçlü kuvvet tarafından bir arada tutulan üç kuarktan oluşan bileşik bir parçacık olarak görünebilir.

Şimdi, protonu elektrik alanına koyun. Kuarkların pozitif veya negatif yükleri vardır. Zıt yönlerde hareket edecekler. Bu nedenle, elektrik polarize edilebilirliği, protonun elektrik alanı tarafından ne kadar kolay bozulacağını yansıtır.

Bu bozulmayı araştırmak için nükleer fizikçiler sanal Compton saçılması adı verilen bir süreç kullandılar.

Sanal Compton saçılmasında elektronlar, enerjik bir foton veya ışık parçacığı yayarak diğer parçacıklarla etkileşime girer.

Elektronun enerjisi, yaydığı fotonun enerjisini belirler, bu da fotonun diğer parçacıklarla nasıl etkileştiğini de belirler.

Daha düşük enerjili fotonlar protonun yüzeyinden sıçrayabilirken, daha enerjik fotonlar protonun içinde patlayarak kuarklarından biriyle etkileşime girer.

Teori, bu foton-kuark etkileşimleri, düşük enerjiden yüksek enerjiye doğru çizildiğinde, düzgün bir eğri oluşturacaklarını tahmin ediyor.

Temple Üniversitesi'nde araştırmacı olan Dr. Nikos Sparveris, ölçümler bunun yerine henüz açıklanamayan bir yumru ortaya çıkardı, dedi. "Gördüğümüz şey, kutuplaşabilirliğin büyüklüğünde bazı yerel gelişmeler olduğu."

Beklendiği gibi enerji arttıkça polarize edilebilirlik azalır. Ve bir noktada, düşmeden önce geçici olarak tekrar yükseliyor gibi görünüyor.

“Mevcut teorik anlayışımıza göre, çok basit bir davranış izlemeli. Bu basit davranıştan sapan bir şey görüyoruz. Ve şu anda kafamızı karıştıran gerçek bu.”

Teori, daha enerjik elektronların, protonu oluşturmak için kuarkları birbirine bağladığı için güçlü kuvveti daha doğrudan ilettiğini tahmin ediyor.

Nükleer fizikçilerin şimdi protonun kuarklarında doğruladığı sertlikteki bu tuhaf artış, güçlü kuvvetin bilinmeyen bir yönünün iş başında olabileceğine işaret ediyor.

Dr. Sparveris, "Bu noktada açıkça gözden kaçırdığımız bir şey var," dedi. "Proton, doğada kararlı olan tek bileşik yapı taşıdır. Dolayısıyla, orada temel bir şeyi kaçırıyorsak, bunun tüm fizik için sonuçları veya sonuçları olur.”

Ekibin makalesi Nature dergisinde yayınlandı.