Izrāviens kvantu hromodinamikā: jauni atklājumi no Maincas!

Izrāviens kvantu hromodinamikā: jauni atklājumi no Maincas!

Maincas Johannesa Gūtenberga universitātes (JGU) fiziķi ir panākuši novatoriskus sasniegumus spēcīgas mijiedarbības fizikā. Šī pētījuma rezultāti, kurus vadīja prof. Dr. Georgs fon Hipels un Dr. Konstantīns Ottnads, tika publicēti slavenajā zinātniskajā žurnālā.Fiziskās apskates vēstulespublicēts. Šie pētījumi ir vērsti uz kvantu hromodinamiku (QCD), kas ir spēcīgas mijiedarbības pamatteorija, kas izskaidro atomu kodolu īpašības.

QCD apraksta mijiedarbību starp kvarkiem un gluoniem, protonu un neitronu celtniecības blokiem. Šīs divas daļiņas katra sastāv no trim kvarkiem, kas sastopami saistītos stāvokļos, kas pazīstami kā hadroni. Vēsturiski kvarku esamību 1964. gadā postulēja Marejs Gels-Mans, par ko viņš saņēma Nobela prēmiju 1969. gadā. Neskatoties uz to fundamentālo lomu matērijā, kvarki vēl nav tieši novēroti.

Pāriet caur režģi QCD

Savos pētījumos zinātnieki izmanto režģa QCD — metodi, kas ļauj simulēt sarežģītos QCD vienādojumus diskrētā režģī. Tas ir īpaši noderīgi, jo QCD matemātiskos vienādojumus ir ārkārtīgi grūti atrisināt tradicionāli. Režģa QCD ir ļāvis precīzāk aprēķināt protonu un citu daļiņu masas un gūt ieskatu agrīnajos Visuma apstākļos, kad brīvi pastāvēja kvarki un gluoni.

Pašreizējie aprēķini, salīdzinot ar iepriekšējiem pētījumiem, ir palielinājuši rezultātu precizitāti vairāk nekā desmit reizes. Īpaša uzmanība tika pievērsta iepriekš nenotveramai zemas enerģijas konstantei, kas apraksta pionu mijiedarbību ar Higsa lauku. Tagad tas pirmo reizi ir precīzi noteikts. Gausa superskaitļošanas centra superdatoru izmantošana e. V. un Maincas augstas veiktspējas skaitļošanas klasteriem bija izšķiroša nozīme šo aprēķinu panākumos.

Pētījuma nākotnes mērķi

Papildus iepriekš minētās zemās enerģijas konstantes noteikšanai nākotnes pētījumu mērķi ir noteikt kaonu rādiusus un labāk izprast kvarku fiziskos momentus. Darbs pastiprina spēcīgas mijiedarbības nozīmi, kas daudzos gadījumos pārsniedz elektrisko atgrūšanos starp protoniem. Asimptotiskās brīvības jēdziens ir acīmredzams arī QCD, kas apraksta, ka mijiedarbība starp kvarkiem samazinās nelielos attālumos.

Jaunākie Maincas fiziķu rezultāti ne tikai paplašina mūsu izpratni par kvantu hromodinamiku, bet arī paver jaunas perspektīvas eksperimentālajai un teorētiskajai fizikai. Ievērojamie sasniegumi režģa QCD jomā un bagātīgā informācija, ko rada datorsimulācijas, pastiprina šīs teorijas galveno lomu elementārdaļiņu fizikas standarta modelī.

Rezumējot, darbs Maincā ir iespaidīgs piemērs tam, kā mūsdienu tehnoloģijas un teorētiskā fizika sadarbojas, lai atklātu Visuma dziļākos noslēpumus un gūtu ieskatu dabas pamatspēkos.

presse.uni-mainz.de ziņo, ka Maincas fiziķu precīzie aprēķini ir balstīti uz sarežģītajiem teorētiskajiem pamatiem. Kvantu hromodinamika balstīta, kas apraksta spēcīgu mijiedarbību kā kvantu lauka teoriju, savukārt weltderphysik.de izceļ vēsturisko kontekstu un izaicinājumus QCD vienādojumu risināšanā.