Фізикам вперше вдалося виміряти слабку ядерну взаємодію

10 травня 2018, 11:17

Новаторський експеримент у фізиці вперше дозволив точно виміряти сили взаємодій між електронами і протонами, які називаються "слабка взаємодія".

Такою взаємодією обумовлено протікання термоядерної реакції, яка є основним джерелом енергії більшості зірок, включно із Сонцем, пише Science Alert.

Взаємодії між частинками діляться на чотири категорії, які також можуть поєднуватися при досить високих енергіях. Це: гравітація, найслабший вид взаємодії, який дуже важливий в масштабах планети. Інша сила, з якою ми добре знайомі, - це електромагнетизм. Також існує сильна ядерна взаємодія, яка діє на крихітних відстанях і пов'язує протони і нейтрони в ядрах атомів.

Відео дня

Зрештою, існує дивна невелика "слабка ядерна взаємодія", яка перетворює нейтрони на протони. Така взаємодія сильніша за гравітацію, але вона є лише часткою сили зв'язку між зарядами протона й електрона. Сили слабкої взаємодії не вистачає, щоб утримувати частинки одну біля одної. Вона може проявлятися тільки під час розпаду і взаємних перетворень частинок.

"Вимірювання цього ефекту виявилося важким, тому що слабка взаємодія набагато слабкіша, ніж електромагнітна", - говорить Росс Янг з Університету Аделаїди, один із авторів нової роботи.

Дослідники скористалися несподіваним відкриттям, зробленим ще в 1950-х роках. Тривалий час вважалося, що закони природи симетричні щодо дзеркального відображення, тобто результат будь-якого експерименту має бути таким самим, як результат експерименту на дзеркально-симетричній установці. Однак в 1956 році вчені припустили, що слабка взаємодія може не підкорятися цьому закону.

Це порушення того, що називається симетрією парності, становить основу цього експерименту за слабкою взаємодією. Випускання електронів в одному з двох напрямків і викид їх в протони змушує їх рикошетувати точно, в залежності від напрямку їх обертання.

"Різниця між двома конфігураціями спіральності становить менш ніж 300 для кожного мільярда електронів. Вимірявши цю крихітну різницю дуже точно, ми змогли визначити слабкий заряд протона", - пояснює Росс Янг.

Результати експерименту узгоджуються з тим, що можна було б очікувати, грунтуючись на поточній картині фізики всіх частинок, так званої стандартної моделі.

"Якби вимір відхилився від передбачення, це було б сильним свідченням нового типу ще невідомої сили, яка діє між фундаментальними частинками", - говорить Янг.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X