Doorbraak in de kwantumchromodynamica: nieuwe bevindingen uit Mainz!

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Natuurkundigen van JGU Mainz boeken baanbrekende vooruitgang op het gebied van sterke interacties, gepubliceerd in Physical Review Letters.

Physiker der JGU Mainz erzielen bahnbrechende Fortschritte in der starken Wechselwirkung, veröffentlicht in Physical Review Letters.
Natuurkundigen van JGU Mainz boeken baanbrekende vooruitgang op het gebied van sterke interacties, gepubliceerd in Physical Review Letters.

Doorbraak in de kwantumchromodynamica: nieuwe bevindingen uit Mainz!

Natuurkundigen van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) hebben innovatieve vooruitgang geboekt in de fysica van sterke interacties. De resultaten van dit onderzoek, onder leiding van prof. dr. Georg von Hippel en dr. Konstantin Ottnad, zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschriftFysieke beoordelingsbrievengepubliceerd. Deze onderzoeken richten zich op de kwantumchromodynamica (QCD), de fundamentele theorie achter sterke interacties die de eigenschappen van atoomkernen verklaart.

QCD beschrijft de interacties tussen quarks en gluonen, de bouwstenen van protonen en neutronen. Deze twee deeltjes bestaan ​​elk uit drie quarks, die voorkomen in gebonden toestanden die bekend staan ​​als hadronen. Historisch gezien werd het bestaan ​​van quarks in 1964 gepostuleerd door Murray Gell-Mann, waarvoor hij in 1969 de Nobelprijs ontving. Ondanks hun fundamentele rol in de materie zijn quarks nog niet rechtstreeks waargenomen.

Vooruitgang door rooster QCD

In hun onderzoek gebruiken de wetenschappers grid QCD, een methode waarmee de ingewikkelde vergelijkingen van QCD op een discreet grid kunnen worden gesimuleerd. Dit is vooral handig omdat de wiskundige vergelijkingen van QCD buitengewoon moeilijk conventioneel op te lossen zijn. Lattice QCD heeft het mogelijk gemaakt om de massa's van protonen en andere deeltjes nauwkeuriger te berekenen en inzicht te krijgen in de omstandigheden in het vroege universum toen quarks en gluonen nog vrij bestonden.

De huidige berekeningen hebben de nauwkeurigheid van de resultaten ruim tien keer vergroot vergeleken met eerdere onderzoeken. Er werd bijzondere aandacht besteed aan een voorheen ongrijpbare lage-energieconstante die de interactie van het pion met het Higgsveld beschrijft. Dit is nu voor het eerst nauwkeurig bepaald. Het gebruik van supercomputers van het Gauss Center for Supercomputing e. De krachtige computerclusters van V. en Mainz waren cruciaal voor het succes van deze berekeningen.

Toekomstige doelstellingen van het onderzoek

Naast het bepalen van de hierboven genoemde lage energieconstante, zijn toekomstige onderzoeksdoelen het bepalen van de stralen van kaonen en het beter begrijpen van de fysieke momenten van quarks. Het werk onderstreept het belang van de sterke interactie, die in veel gevallen de elektrische afstoting tussen protonen overstijgt. Het concept van asymptotische vrijheid komt ook duidelijk naar voren in QCD, dat beschrijft dat de interactie tussen quarks op kleine afstanden afneemt.

De nieuwste resultaten van de natuurkundigen uit Mainz vergroten niet alleen ons begrip van de kwantumchromodynamica, maar openen ook nieuwe perspectieven voor de experimentele en theoretische natuurkunde. De aanzienlijke vooruitgang op het gebied van rooster-QCD en de rijke informatie gegenereerd door computersimulaties versterken de centrale rol van deze theorie in het standaardmodel van de elementaire deeltjesfysica.

Samenvattend is het werk in Mainz een indrukwekkend voorbeeld van hoe moderne technologie en theoretische natuurkunde samenwerken om de diepste geheimen van het universum te ontsluiten en inzicht te krijgen in de fundamentele krachten van de natuur.

presse.uni-mainz.de rapporteert dat de precieze berekeningen van de natuurkundigen uit Mainz gebaseerd zijn op de complexe theoretische grondslagen van de Kwantumchromodynamica gebaseerd, die de sterke interactie beschrijft als kwantumveldentheorie, terwijl weltderphysik.de benadrukt de historische context en uitdagingen bij het oplossen van de QCD-vergelijkingen.