Gennembrud i kvantekromodynamik: Nye fund fra Mainz!

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Fysikere ved JGU Mainz gør banebrydende fremskridt inden for stærke interaktioner, offentliggjort i Physical Review Letters.

Physiker der JGU Mainz erzielen bahnbrechende Fortschritte in der starken Wechselwirkung, veröffentlicht in Physical Review Letters.
Fysikere ved JGU Mainz gør banebrydende fremskridt inden for stærke interaktioner, offentliggjort i Physical Review Letters.

Gennembrud i kvantekromodynamik: Nye fund fra Mainz!

Fysikere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har gjort innovative fremskridt inden for fysik af stærke interaktioner. Resultaterne af denne forskning, ledet af prof. Dr. Georg von Hippel og Dr. Konstantin Ottnad, blev offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskriftFysiske anmeldelsesbreveoffentliggjort. Disse undersøgelser fokuserer på kvantekromodynamik (QCD), den grundlæggende teori bag stærke vekselvirkninger, der forklarer egenskaberne af atomkerner.

QCD beskriver vekselvirkningerne mellem kvarker og gluoner, byggestenene i protoner og neutroner. Disse to partikler består hver af tre kvarker, som forekommer i bundne tilstande kendt som hadroner. Historisk set blev eksistensen af ​​kvarker postuleret af Murray Gell-Mann i 1964, som han modtog Nobelprisen for i 1969. På trods af deres grundlæggende rolle i materien er kvarker endnu ikke blevet observeret direkte.

Går frem gennem gitter QCD

I deres forskning bruger forskerne gitter QCD, en metode, der tillader de komplicerede ligninger af QCD at blive simuleret på et diskret gitter. Dette er især nyttigt, fordi de matematiske ligninger for QCD er ekstremt vanskelige at løse konventionelt. Gitter QCD har gjort det muligt at beregne masserne af protoner og andre partikler mere præcist og at få indsigt i de tidlige universforhold, hvor kvarker og gluoner eksisterede frit.

De nuværende beregninger har øget nøjagtigheden af ​​resultaterne med mere end ti gange sammenlignet med tidligere undersøgelser. Der blev lagt særlig vægt på en tidligere uhåndgribelig lavenergikonstant, der beskriver pionens interaktion med Higgs-feltet. Dette er nu blevet præcist bestemt for første gang. Brugen af ​​supercomputere fra Gauss Center for Supercomputing f.eks. V. og Mainz højtydende computerklynger var afgørende for disse beregningers succes.

Fremtidige mål for forskningen

Ud over at bestemme lavenergikonstanten nævnt ovenfor, er fremtidige forskningsmål at bestemme radierne af kaoner og bedre at forstå de fysiske øjeblikke af kvarker. Arbejdet forstærker vigtigheden af ​​det stærke samspil, som i mange tilfælde overstiger den elektriske frastødning mellem protoner. Begrebet asymptotisk frihed er også tydeligt i QCD, som beskriver, at interaktionen mellem kvarker aftager ved små afstande.

De seneste resultater fra Mainz-fysikerne udvider ikke kun vores forståelse af kvantekromodynamikken, men åbner også for nye perspektiver for eksperimentel og teoretisk fysik. De betydelige fremskridt i gitter QCD og den rige information genereret af computersimuleringer forstærker den centrale rolle af denne teori i standardmodellen for elementær partikelfysik.

Sammenfattende er arbejdet i Mainz et imponerende eksempel på, hvordan moderne teknologi og teoretisk fysik arbejder sammen for at låse op for universets dybeste hemmeligheder og få indsigt i naturens grundlæggende kræfter.

presse.uni-mainz.de rapporterer, at Mainz-fysikernes præcise beregninger er baseret på det komplekse teoretiske grundlag for Kvantekromodynamik baseret, som beskriver den stærke interaktion som kvantefeltteori, mens weltderphysik.de fremhæver den historiske kontekst og udfordringer med at løse QCD-ligningerne.