Áttörés a kvantumkromodinamikában: Új eredmények Mainzból!
A JGU Mainz fizikusai úttörő előrelépést tesznek az erős kölcsönhatások terén, amelyet a Physical Review Letters publikáltak.

Áttörés a kvantumkromodinamikában: Új eredmények Mainzból!
A Mainzi Johannes Gutenberg Egyetem (JGU) fizikusai innovatív előrelépéseket értek el az erős kölcsönhatások fizikájában. A Prof. Dr. Georg von Hippel és Dr. Konstantin Ottnad által vezetett kutatás eredményeit a neves tudományos folyóiratban tették közzé.Fizikai áttekintő levelekközzétett. Ezek a tanulmányok a kvantumkromodinamikára (QCD), az erős kölcsönhatások mögött meghúzódó alapvető elméletre összpontosítanak, amely megmagyarázza az atommagok tulajdonságait.
A QCD a kvarkok és a gluonok, a protonok és neutronok építőkövei közötti kölcsönhatásokat írja le. Ez a két részecske három kvarkból áll, amelyek kötött állapotban, hadronként ismertek. Történelmileg a kvarkok létezését Murray Gell-Mann feltételezte 1964-ben, amiért 1969-ben Nobel-díjat kapott. Az anyagban betöltött alapvető szerepük ellenére a kvarkokat még nem figyelték meg közvetlenül.
Előrehalad a rácsos QCD-n
Kutatásaik során a tudósok grid QCD-t használnak, egy olyan módszert, amely lehetővé teszi a QCD bonyolult egyenleteinek szimulálását egy diszkrét rácson. Ez különösen hasznos, mert a QCD matematikai egyenleteit rendkívül nehéz hagyományos módon megoldani. A rácsos QCD lehetővé tette a protonok és más részecskék tömegének pontosabb kiszámítását, és betekintést nyerhetett a világegyetem korai körülményeibe, amikor a kvarkok és gluonok szabadon léteztek.
A jelenlegi számítások a korábbi vizsgálatokhoz képest több mint tízszeresére növelték az eredmények pontosságát. Különös figyelmet fordítottak egy korábban megfoghatatlan alacsony energiájú állandóra, amely leírja a pion és a Higgs mező kölcsönhatását. Ezt most először határozták meg pontosan. A Gauss Center for Supercomputing szuperszámítógépeinek használata e. V. és Mainz nagy teljesítményű számítástechnikai klaszterei kulcsfontosságúak voltak e számítások sikerében.
A kutatás jövőbeni céljai
A jövőbeni kutatási célok a fent említett alacsony energiájú állandó meghatározása mellett a kaonok sugarainak meghatározása és a kvarkok fizikai momentumainak jobb megértése. A munka megerősíti az erős kölcsönhatás fontosságát, amely sok esetben meghaladja a protonok közötti elektromos taszítást. Az aszimptotikus szabadság fogalma a QCD-ben is nyilvánvaló, amely leírja, hogy a kvarkok közötti kölcsönhatás kis távolságokon csökken.
A mainzi fizikusok legújabb eredményei nemcsak a kvantumkromodinamika megértését bővítik, hanem új távlatokat is nyitnak a kísérleti és elméleti fizika számára. A rácsos QCD jelentős fejlődése és a számítógépes szimulációk által generált gazdag információ megerősíti ennek az elméletnek a központi szerepét az elemi részecskefizika standard modelljében.
Összefoglalva, a mainzi munka lenyűgöző példája annak, hogyan működik együtt a modern technológia és az elméleti fizika, hogy feltárja az univerzum legmélyebb titkait, és betekintést nyerjen a természet alapvető erőibe.
presse.uni-mainz.de beszámol arról, hogy a mainzi fizikusok pontos számításai az ún. Kvantumkromodinamika alapú, amely az erős kölcsönhatást kvantumtérelméletként írja le, míg weltderphysik.de rávilágít a történelmi összefüggésekre és a QCD egyenletek megoldásának kihívásaira.