Revoluție în cromodinamica cuantică: noi descoperiri de la Mainz!

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Fizicienii de la JGU Mainz fac progrese inovatoare în ceea ce privește interacțiunile puternice, publicate în Physical Review Letters.

Physiker der JGU Mainz erzielen bahnbrechende Fortschritte in der starken Wechselwirkung, veröffentlicht in Physical Review Letters.
Fizicienii de la JGU Mainz fac progrese inovatoare în ceea ce privește interacțiunile puternice, publicate în Physical Review Letters.

Revoluție în cromodinamica cuantică: noi descoperiri de la Mainz!

Fizicienii de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) au făcut progrese inovatoare în fizica interacțiunilor puternice. Rezultatele acestei cercetări, conduse de prof. dr. Georg von Hippel și dr. Konstantin Ottnad, au fost publicate în renumitul jurnal științificScrisori de revizuire fizicăpublicat. Aceste studii se concentrează pe cromodinamica cuantică (QCD), teoria fundamentală din spatele interacțiunilor puternice care explică proprietățile nucleelor ​​atomice.

QCD descrie interacțiunile dintre quarci și gluoni, blocurile de construcție ale protonilor și neutronilor. Aceste două particule constau fiecare din trei quarci, care apar în stări legate cunoscute sub numele de hadroni. Din punct de vedere istoric, existența quarcilor a fost postulată de Murray Gell-Mann în 1964, pentru care a primit Premiul Nobel în 1969. În ciuda rolului lor fundamental în materie, quarcii nu au fost încă observați direct.

Avansuri prin retele QCD

În cercetările lor, oamenii de știință folosesc grila QCD, o metodă care permite ecuațiilor complicate ale QCD să fie simulate pe o grilă discretă. Acest lucru este deosebit de util deoarece ecuațiile matematice ale QCD sunt extrem de dificil de rezolvat în mod convențional. Lattice QCD a făcut posibilă calcularea maselor de protoni și alte particule mai precis și de a obține informații despre condițiile timpurii ale universului când quarcii și gluonii existau liber.

Calculele actuale au crescut acuratețea rezultatelor de peste zece ori comparativ cu studiile anterioare. O atenție deosebită a fost acordată unei constante evazive de energie scăzută care descrie interacțiunea pionului cu câmpul Higgs. Acest lucru a fost stabilit cu precizie pentru prima dată. Utilizarea supercalculatoarelor de la Centrul Gauss pentru Supercomputing e. Clusterele de calcul de înaltă performanță V. și Mainz au fost cruciale pentru succesul acestor calcule.

Obiectivele viitoare ale cercetării

Pe lângă determinarea constantei de energie scăzută menționată mai sus, obiectivele viitoare ale cercetării sunt de a determina razele kaonilor și de a înțelege mai bine momentele fizice ale quarcilor. Lucrarea întărește importanța interacțiunii puternice, care în multe cazuri depășește repulsia electrică dintre protoni. Conceptul de libertate asimptotică este evident și în QCD, care descrie că interacțiunea dintre quarci scade la distanțe mici.

Cele mai recente rezultate de la fizicienii din Mainz nu numai că ne extind înțelegerea cromodinamicii cuantice, dar ne deschid și noi perspective pentru fizica experimentală și teoretică. Progresele semnificative în QCD latice și informațiile bogate generate de simulările computerizate întăresc rolul central al acestei teorii în Modelul Standard al fizicii particulelor elementare.

În rezumat, lucrarea din Mainz este un exemplu impresionant al modului în care tehnologia modernă și fizica teoretică lucrează împreună pentru a dezvălui cele mai profunde secrete ale universului și pentru a obține o perspectivă asupra forțelor fundamentale ale naturii.

presse.uni-mainz.de raportează că calculele precise ale fizicienilor din Mainz se bazează pe bazele teoretice complexe ale Cromodinamica cuantică bazat, care descrie interacțiunea puternică ca teoria cuantică a câmpului, în timp ce weltderphysik.de evidențiază contextul istoric și provocările în rezolvarea ecuațiilor QCD.