Fizikai Naudojo Superkompiuterius, Kad Nustatytų Kaulų Gniuždymo Slėgį, Slepiantį Protonus

{h1}

Jei nusileistumėte sau ir įvestumėte protoną, pajustumėte tarp stipriausių slėgių, rastų bet kurioje pasaulio vietoje.

Atomo struktūra.

Jei įlipote į magijos mokyklos autobusą ir pradėjote trauktis - mažesni nei skruzdėlynas ar ameba ar viena ląstelė, o tada traukėtės tol, kol pavieniai atomai buvo tokie dideli, kaip ištisi pasauliai, ir net jų sudedamosios dalelės palietė virš jūsų, įeik į pasaulį, kuriame burbuliuoja milžiniškas, prieštaringas spaudimas.

Protono centre slėgis, didesnis nei tas, kuris yra neutroninės žvaigždės viduje, išstums jus link dalelės krašto. Tačiau ties išorinėmis protono ribomis lygi ir priešinga jėga stumia jus link protono centro. Pakeliui jus aplenks šone judančios šlyties jėgos, kurios žymiai viršija bet ką, ką bet koks asmuo gali patirti per savo gyvenimą.

Naujame darbe, paskelbtame vasario 22 d. Žurnale „Physical Review Letters“, pateikiamas išsamiausias kol kas konkuruojančio protono slėgio aprašymas, ne tik pagal jo kvarkus - daleles, kurios suteikia protonui jo masę, bet ir apie jo klonus, beveidės dalelės, surišančios tuos kvarkus. [18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje]

Ši burbuliuojanti, verdanti kvantinė būsena

Paprastas protonų aprašymas apima tik tris kvarkus, kuriuos laiko krūva klonų. Tačiau šie aprašymai yra neišsamūs, sakė tyrimo bendraautorė Masačusetso technologijos instituto (MIT) fizikė Phiala Shanahan.

„Protonas yra sudarytas iš gliukų krūvos, o paskui iš tikrųjų kvarkų krūva“, - „Shanahan“ pasakojo „WordsSideKick.com“. "Ne tik trys. Yra trys pagrindiniai kvarkai, o paskui bet koks kvarko ir antikvario porų skaičius, kuris atsiranda ir išnyksta... Ir visas sudėtingas šios burbuliuojančios, verdančios kvantinės būsenos sąveika sukelia slėgį."

Shanahanas ir bendraautorius Williamas Detmoldas, kuris taip pat yra MIT fizikas, nustatė, kad klonai sukuria maždaug dvigubai didesnį slėgį nei protono viduje esantys kvarkai ir kad šis slėgis pasiskirsto platesnėje srityje, nei buvo žinoma anksčiau. Jie nustatė, kad protono bendras slėgis viršija 100 decilijonų (arba 1 su 35 nuliais po juo) paskalų - arba maždaug 260 sekstillionų (arba 26 su 22 nuliais po jo), didesnį nei slėgis Žemės centre. [Kiek laiko užtruks kritimas per žemę?]

Kritiškai svarbu, kad tas slėgis nukreiptas dviem skirtingomis kryptimis.

„Yra teigiamas [išorinis] slėgis, todėl turi būti ir neigiamas [vidinis] slėgis“, - sakė ji. "Jei būtų tik teigiamas slėgis, protonas toliau plečiasi ir nebūtų stabilus."

Labai didelis skaičiavimas

Bet koks didžiulis yra tas slėgis, mokslininkams nėra galimybių tiesiogiai juos išmatuoti daugeliu atvejų. Norėdami ištirti protonų vidų, mokslininkai bombarduoja juos tolygesniais elektronais, esant labai didelei energijai. Proceso metu jie keičia protonus. Joks žinomas eksperimentas negali atskleisti, kas tai yra protonas esant žemai energijai, kurią jie paprastai patiria.

Taigi mokslininkai remiasi kvantinės chromodinamikos (QCD) teorija, kuri apibūdina kvarkus ir stiprius jėgą nešančius klonus, kurie juos jungia. Mokslininkai žino, kad QCD veikia todėl, kad didelės energijos eksperimentai pateisina jo prognozes, sakė Detmoldas. Bet, būdami mažai energijos, jie turi pasitikėti matematika ir skaičiavimais. [Keista kvarkai ir muonai, oi mano! Išskirtos mažiausios gamtos dalelės (infografija)]

„Deja, [QCD] labai sunku analizuoti, užrašyti lygtis rašikliu ir popieriumi“, - sakė Shanahanas.

Vietoj to, tyrinėtojai kreipiasi į superkompiuterius, sujungiančius tūkstančius procesoriaus branduolių, kad išspręstų sudėtingas lygtis.

Netgi dirbant dviem superkompiuteriais, skaičiavimai užtruko apie metus, sakė ji.

Shanahanas ir Detmoldas suskaidė protoną į skirtingus jo matmenis (trys erdvei ir vienas laikui), kad būtų supaprastinta problema, kurią turėjo išspręsti superkompiuteriai.

Vietoj vieno numerio gautas slėgio žemėlapis atrodytų kaip strėlių laukas, visų dydžių ir nukreiptas skirtingomis kryptimis.

Taigi atsakymas į klausimą: "Koks yra slėgis protono viduje?" labai priklauso nuo to, kokią protono dalį jūs klausiate.

Tai taip pat priklauso nuo protono spindulio. Jei protonai yra maigai su klonais ir kvarkais, tie maišeliai auga ir traukiasi priklausomai nuo kitų juos veikiančių dalelių. Taigi Shanahano ir Detmoldo rezultatai nėra vienodi skaičiai.

Bet dabar mūsų visų šių mažų, verdančių pasaulių kraštutinumų žemėlapiai yra daug ryškesni.

  • 7 keistai faktai apie kvarkus
  • Kas tai? Atsakyta į jūsų fizikos klausimus
  • Paslaptinga 7 kasdienių dalykų fizika

Iš pradžių paskelbta Gyvasis mokslas.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Karštas Takelis: Medžių Drožlės Mėgsta Čili Pipirus
Karštas Takelis: Medžių Drožlės Mėgsta Čili Pipirus

Kinijoje Gimusi „Janus Katė“: Kaip Gyvūnas Gali Turėti 2 Veidus?
Kinijoje Gimusi „Janus Katė“: Kaip Gyvūnas Gali Turėti 2 Veidus?

Mokslas Naujienos


Paslaptingoji „6 Zonos“ Tūpimo Juosta Nevados Dykumos Barelių Ekspertai
Paslaptingoji „6 Zonos“ Tūpimo Juosta Nevados Dykumos Barelių Ekspertai

Tyrimas Rodo, Kad Metinis Rūkymas Sukelia 14 Milijonų Sveikatos Sutrikimų Per Metus Jav
Tyrimas Rodo, Kad Metinis Rūkymas Sukelia 14 Milijonų Sveikatos Sutrikimų Per Metus Jav

Smegenų Skenavimas Gali Atskleisti, Kas Yra Jūsų Tikrieji Draugai
Smegenų Skenavimas Gali Atskleisti, Kas Yra Jūsų Tikrieji Draugai

Mirtinos Tuberkuliozės Bakterijos Iš Arti (Nuotrauka)
Mirtinos Tuberkuliozės Bakterijos Iš Arti (Nuotrauka)

Kas Yra „Chemtrails“ Ir Ar Reikėtų Jų Bijoti?
Kas Yra „Chemtrails“ Ir Ar Reikėtų Jų Bijoti?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com