Scoperta nella cromodinamica quantistica: nuove scoperte da Magonza!

Scoperta nella cromodinamica quantistica: nuove scoperte da Magonza!

I fisici dell’Università Johannes Gutenberg di Magonza (JGU) hanno compiuto progressi innovativi nella fisica delle interazioni forti. I risultati di questa ricerca, guidata dal Prof. Dr. Georg von Hippel e dal Dr. Konstantin Ottnad, sono stati pubblicati sulla rinomata rivista scientificaLettere di revisione fisicapubblicato. Questi studi si concentrano sulla cromodinamica quantistica (QCD), la teoria fondamentale dietro le interazioni forti che spiega le proprietà dei nuclei atomici.

La QCD descrive le interazioni tra quark e gluoni, gli elementi costitutivi di protoni e neutroni. Queste due particelle sono costituite ciascuna da tre quark, che si trovano in stati legati noti come adroni. Storicamente, l'esistenza dei quark è stata postulata da Murray Gell-Mann nel 1964, per il quale ha ricevuto il Premio Nobel nel 1969. Nonostante il loro ruolo fondamentale nella materia, i quark non sono stati ancora osservati direttamente.

Avanzamenti attraverso la QCD reticolare

Nella loro ricerca, gli scienziati utilizzano la QCD a griglia, un metodo che consente di simulare le complicate equazioni della QCD su una griglia discreta. Ciò è particolarmente utile perché le equazioni matematiche della QCD sono estremamente difficili da risolvere convenzionalmente. La QCD Lattice ha reso possibile calcolare le masse dei protoni e di altre particelle in modo più preciso e ottenere informazioni sulle condizioni primordiali dell'universo, quando quark e gluoni esistevano liberamente.

I calcoli attuali hanno aumentato la precisione dei risultati di oltre dieci volte rispetto agli studi precedenti. Particolare attenzione è stata prestata a una costante di bassa energia precedentemente sfuggente che descrive l'interazione del pione con il campo di Higgs. Questo è stato stabilito con precisione per la prima volta. L'uso dei supercomputer del Gauss Center for Supercomputing e. I cluster di calcolo ad alte prestazioni di V. e Magonza sono stati cruciali per il successo di questi calcoli.

Obiettivi futuri della ricerca

Oltre a determinare la costante di bassa energia sopra menzionata, gli obiettivi futuri della ricerca sono determinare i raggi dei kaoni e comprendere meglio i momenti fisici dei quark. Il lavoro rafforza l’importanza dell’interazione forte, che in molti casi supera la repulsione elettrica tra protoni. Il concetto di libertà asintotica è evidente anche nella QCD, in cui si descrive che l'interazione tra i quark diminuisce a piccole distanze.

Gli ultimi risultati dei fisici di Magonza non solo ampliano la nostra comprensione della cromodinamica quantistica, ma aprono anche nuove prospettive per la fisica sperimentale e teorica. I progressi significativi nella QCD reticolare e la ricchezza di informazioni generate dalle simulazioni al computer rafforzano il ruolo centrale di questa teoria nel Modello Standard della fisica delle particelle elementari.

In sintesi, il lavoro di Magonza è un esempio impressionante di come la tecnologia moderna e la fisica teorica lavorino insieme per svelare i segreti più profondi dell’universo e ottenere informazioni sulle forze fondamentali della natura.

presse.uni-mainz.de riferisce che i calcoli precisi dei fisici di Magonza si basano sulle complesse basi teoriche del Cromodinamica quantistica basato, che descrive l'interazione forte come teoria quantistica dei campi, mentre weltderphysik.de evidenzia il contesto storico e le sfide nella risoluzione delle equazioni QCD.