Kvantinės chromodinamikos proveržis: nauji Mainco atradimai!

Kvantinės chromodinamikos proveržis: nauji Mainco atradimai!

Johaneso Gutenbergo universiteto Mainco (JGU) fizikai padarė naujovišką pažangą stiprios sąveikos fizikoje. Šio tyrimo, kuriam vadovavo prof. dr. Georg von Hippel ir dr. Konstantin Ottnad, rezultatai buvo paskelbti garsiame mokslo žurnale.Fizinės apžvalgos laiškaipaskelbta. Šiuose tyrimuose pagrindinis dėmesys skiriamas kvantinei chromodinamikai (QCD), pagrindinei stiprios sąveikos teorijai, paaiškinančiai atominių branduolių savybes.

QCD aprašo kvarkų ir gliuonų, protonų ir neutronų statybinių blokų, sąveiką. Kiekviena iš šių dviejų dalelių susideda iš trijų kvarkų, kurie būna surištose būsenose, vadinamose hadronais. Istoriškai kvarkų egzistavimą postulavo Murray Gell-Mann 1964 m., už kurį jis gavo Nobelio premiją 1969 m. Nepaisant esminio jų vaidmens materijoje, kvarkai dar nebuvo tiesiogiai pastebėti.

Pereina per gardelę QCD

Savo tyrimuose mokslininkai naudoja tinklelį QCD – metodą, leidžiantį sumodeliuoti sudėtingas QCD lygtis atskirame tinkle. Tai ypač naudinga, nes matematines QCD lygtis labai sunku išspręsti įprastai. Grotelės QCD leido tiksliau apskaičiuoti protonų ir kitų dalelių mases ir gauti įžvalgų apie ankstyvąsias visatos sąlygas, kai kvarkai ir gliuonai egzistavo laisvai.

Dabartiniai skaičiavimai, palyginti su ankstesniais tyrimais, rezultatų tikslumą padidino daugiau nei dešimt kartų. Ypatingas dėmesys buvo skiriamas anksčiau sunkiai suvokiamai mažos energijos konstantai, kuri apibūdina piono sąveiką su Higso lauku. Dabar tai pirmą kartą tiksliai nustatyta. Gauso superkompiuterių centro superkompiuterių naudojimas e. V. ir Mainco didelio našumo skaičiavimo klasteriai buvo labai svarbūs šių skaičiavimų sėkmei.

Ateities tyrimo tikslai

Be pirmiau minėtos žemos energijos konstantos nustatymo, ateities tyrimų tikslai yra nustatyti kaonų spindulius ir geriau suprasti fizinius kvarkų momentus. Darbas sustiprina stiprios sąveikos svarbą, kuri daugeliu atvejų viršija elektrinį atstūmimą tarp protonų. Asimptotinės laisvės samprata taip pat akivaizdi QCD, kuri apibūdina, kad kvarkų sąveika mažėja nedideliais atstumais.

Naujausi Mainco fizikų rezultatai ne tik praplečia mūsų supratimą apie kvantinę chromodinamiką, bet ir atveria naujas eksperimentinės ir teorinės fizikos perspektyvas. Didelė gardelės QCD pažanga ir gausi informacija, sugeneruota kompiuteriniu modeliavimu, sustiprina pagrindinį šios teorijos vaidmenį standartiniame elementariųjų dalelių fizikos modelyje.

Apibendrinant galima teigti, kad darbas Maince yra įspūdingas pavyzdys, kaip šiuolaikinės technologijos ir teorinė fizika veikia kartu, kad atskleistų giliausias visatos paslaptis ir įgautų įžvalgų apie pagrindines gamtos jėgas.

presse.uni-mainz.de praneša, kad tikslūs Mainco fizikų skaičiavimai yra pagrįsti sudėtingais teoriniais pagrindais. Kvantinė chromodinamika pagrįsta, kuri stiprią sąveiką apibūdina kaip kvantinio lauko teoriją, o weltderphysik.de pabrėžia istorinį kontekstą ir iššūkius sprendžiant QCD lygtis.