science
Polscy fizycy wsrod tworcow pierwszego spojnego obrazu jadra atomowego z kwarkow i gluonow
Od ponad 90 lat fizycy wiedza ze jadro atomowe skada sie z protonow i neutronow. 60 lat temu sformuowano teorie ze istnieja one dzieki interakcjom kwarkow spajanych gluonami. Wydawao sie ze odtworzenie za pomoca samych kwarkow i gluonow wszystkich wasciwosci jader atomowych obserwowanych w dotychczasowych eksperymentach jadrowych nie powinno byc trudne. Zaskakujaco dugo jednak taki obraz nie powstawa. Sztuki tej udao sie jednak dokonac dopiero teraz przy udziale fizykow z Instytutu Fizyki Jadrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
Od odkrycia głównych składników jąder atomowych - protonów i neutronów - minął już blisko wiek. Początkowo nowe cząstki uznawano za niepodzielne. W latach 60. XX wieku pojawiła się jednak sugestia, że przy odpowiednio wysokich energiach protony i neutrony ujawnią swoją strukturę wewnętrzną: obecność kwarków ustawicznie sklejających się gluonami. Wkrótce potem istnienie kwarków zostało potwierdzone doświadczalnie. Mimo upływu wielu dziesięcioleci nikt nie potrafił jednak z pomocą modeli kwarkowo-gluonowych odtworzyć wyników eksperymentów jądrowych przy niskich energiach, gdy w jądrach atomowych widać tylko protony i neutrony. Wieloletni impas udało się przełamać dopiero teraz, w artykule opublikowanym na łamach czasopisma "Physical Review Letters". Jego głównymi autorami są naukowcy z międzynarodowej grupy badawczej nCTEQ zajmujący się rozkładami kwarkowo-gluonowymi, m.in. z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie. "Do tej pory istniały dwa równoległe opisy jąder atomowych: jeden bazujący na protonach i neutronach, które możemy zobaczyć przy niskich energiach, oraz drugi, dla wysokich energii, oparty na kwarkach i gluonach. W naszej pracy udało się nam połączyć te dwa dotychczas rozdzielone światy" - mówi dr hab. Aleksander Kusina, jeden z trzech teoretyków z IFJ PAN uczestniczących w badaniach. Człowiek widzi swoje otoczenie, ponieważ z pomocą wzroku rejestruje rozproszone fotony, które wcześniej oddziaływały z atomami i cząsteczkami tworzącymi obiekty naszego otoczenia. Fizycy zdobywają wiedzę o jądrach atomowych w... nieco podobny sposób: ostrzeliwują je mniejszymi cząstkami i skrupulatnie analizują rezultaty zderzeń. Z przyczyn praktycznych używa się jednak nie elektrycznie obojętnych fotonów, lecz cząstek elementarnych niosących ładunek, zwykle elektronów. Z eksperymentów wynika wówczas, że gdy elektrony mają stosunkowo niskie energie, jądra atomowe zachowują się tak, jakby były zbudowane z nukleonów, czyli protonów i neutronów, podczas gdy przy wysokich energiach elektronów, wewnątrz jąder atomowych widoczne stają się tzw. partony, czyli kwarki i gluony. Rezultaty zderzania jąder atomowych z elektronami odtwarzano dość dobrze, do opisu zderzeń niskoenergetycznych używając modeli zakładających istnienie samych nukleonów, a do zderzeń wysokoenergetycznych - samych partonów. Jednak do tej pory te dwa opisy nie dawały się połączyć w spójny obraz. W swojej pracy fizycy z IFJ PAN wykorzystali dane dotyczące zderzeń wysokoenergetycznych, w tym zebrane za pomocą detektorów Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) w ośrodku CERN w Genewie. Głównym celem było badanie struktury partonowej jąder atomowych przy wysokich energiach, obecnie opisywanej przez funkcje rozkładu partonów PDF. Funkcje te są używane do odwzorowania, jak kwarki i gluony rozkładają się wewnątrz protonów i neutronów oraz w całym jądrze atomowym. Dysponując funkcjami PDF dla jądra atomowego można wyznaczać parametry mierzalne doświadczalnie, takie jak prawdopodobieństwo powstania określonej cząstki w zderzeniu elektronu lub protonu z jądrem. Od strony teoretycznej istotą innowacji zaproponowanej w omawianym artykule było umiejętne rozbudowanie funkcji PDF, inspirowane modelami jądrowymi służącymi do opisu zderzeń niskoenergetycznych , gdzie zakładano, że protony i neutrony łączą się w silnie oddziałujące pary nukleonów: proton-neutron, proton-proton i neutron-neutron. Nowatorskie podejście pozwoliło badaczom wyznaczyć dla 18 badanych jąder atomowych funkcje rozkładu partonów w jądrach atomowych, rozkłady partonów w skorelowanych parach nukleonów, a nawet liczby takich skorelowanych par. Rezultaty potwierdziły obserwację znaną z eksperymentów niskoenergetycznych, zgodnie z którą większość skorelowanych par to pary proton-neutron (wynik ten jest szczególnie interesujący dla ciężkich jąder, np. złota czy ołowiu). Inną zaletą podejścia zaproponowanego w artykule jest lepszy opis danych doświadczalnych niż w przypadku metod tradycyjnych, standarowo stosowanych do wyznaczania rozkładów partonowych PDF w jądrach atomowych. "W naszym modelu wprowadziliśmy modyfikacje symulujące zjawisko łączenia się pewnych nukleonów w pary. Uznaliśmy bowiem, że efekt może być istotny także na poziomie partonowym. Co ciekawe, pozwoliło to na koncepcyjne uproszczenie opisu teoretycznego, które w przyszłości powinno umożliwić nam bardziej precyzyjne badanie rozkładów partonowych dla poszczególnych jąder atomowych" - wyjaśnia dr Kusina. Zgodność przewidywań teoretycznych z danymi eksperymentalnymi oznacza, że za pomocą modelu partonowego i danych z obszaru wysokich energii po raz pierwszy udało się odtworzyć zachowania jąder atomowych dotychczas tłumaczone wyłącznie za pomocą opisu nukleonowego i danych ze zderzeń o niskich energiach. Wyniki opisanych badań otwierają nowe perspektywy dla lepszego zrozumienia struktury jądra atomowego, unifikującego jego aspekty wysoko- i niskoenergetyczne. Prace fizyków z IFJ PAN nad odtworzeniem struktury nukleonowej z użyciem modelu partonowego zostały sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki. Na podstawie materiałów prasowych IFJ PAN.
PREV NEWSDonald Tusk ogasza po posiedzeniu rzadu. "Decyzja trudna ale potrzebna"
NEXT NEWSIran zawiesza loty do Europy. Nie poleci ani jeden samolot
Sprawa ukasza Mejzy. Prokuratura sformuowaa 11 zarzutow
Sformuowanych zostao 11 zarzutow wobec posa ukasza Mejzy ktore w wiekszosci dotycza nieprawdziwych informacji lub ich zatajania w oswiadczeniach majatkowych powiedzia w srode na konferencji prasowej prokurator okregowy w Zielonej Gorze Robert Kmieciak.
Ksiadz mia zapraszac w aplikacji randkowej "bedzie ostro". Tajemnicze zachowanie kurii
Kapelan biskupa Antoniego Dydycza i dyrektor Caritas diecezji drohiczynskiej ks. ukasz Goebiewski mia stac sie antybohaterem kolejnego skandalu seksualnego w polskim Kosciele. Duchowny za posrednictwem aplikacji randkowej mia wysyac do nieznajomego mezczyzny propozycje seksualne. Gdy sprawa wysza na jaw ks. Goebiewski wszystkiemu zaprzeczy i twierdzi ze ktos sie pod niego podszywa. Jak dowiaduje sie Onet prokuratura jednak umorzya sprawe nie znajdujac znamion przestepstwa. Natomiast sam duchowny do tej pory nie zosta zdegradowany.
Sikorski odpowiedzia prezydentowi. "Konczy mu sie immunitet"
Spor o ambasadorow przybiera na sile o czym przypomnia Andrzej Duda w swoim oredziu. - Czy naprawde prezydent uwaza kilkudziesieciu zawodowych polskich dyplomatow o ktorych zawnioskowaem za agentow i zdrajcow - zastanawia sie Radosaw Sikorski. Szef MSZ wskaza ponadto ze "prezydentowi za 293 dni konczy sie immunitet" a pracownicy jego resortu "moga miec roszczenia" po wystapieniu gowy panstwa w Sejmie.
Zagina ponad 80 lat temu. Odkryto wrak brytyjskiego okretu podwodnego
Poszukiwacze odkryli wrak brytyjskiego okretu podwodnego HMS Trooper ktory 81 lat temu zagina podczas wykonywania tajnej misji u wybrzezy Grecji. Trwajace juz niemal stulecie poszukiwania nie przyniosy rezultatow poniewaz obrano zy kierunek. Wrak osiad bowiem na dnie jednego z najniebezpieczniejszych morz na Ziemi.
Prok. Ewa Wrzosek skada rezygnacje. Adam Bodnar zdecyduje
Ewa Wrzosek jedna z najbardziej znanych prokuratorek ktora miaa byc podsuchiwana przez system szpiegowski Pegasus chce zrezygnowac z pracy - wynika z ustalen medialnych. O tym czy sledcza ostatecznie znajdzie sie poza zawodem zdecyduje Adam Bodnar. Sama Wrzosek przekazaa w mediach spoecznosciowych ze zostaa przymusowo wysana na zalegy urlop.
Znamy cel zbiorki 33. finau WOSP
33 fina WOSP odbedzie sie 26 stycznia 2025 r. Zaozyciel fundacji Jerzy Owsiak ogosi w srode ze WOSP zagra w tym roku dla onkologii i hematologii dzieciecej.