2月21日科學家們以比以往更高的精度研究了質子中的反物質

科學

質子是一種帶正電的粒子，存在于每個原子的中心。它是一個由強相互作用的基本粒子、夸克和核力載體膠子組成的受限復雜系統(tǒng)。它的電荷等性質由超過三個夸克支配——兩個“上”夸克和一個“下”夸克，稱為價夸克。然而，仔細觀察，質子“海”變成了夸克及其反物質對應物反夸克的湍流和神秘混合物，它們在迅速相互湮滅之前突然出現(xiàn)和消失?？茖W家稱這些夸克為海夸克。SeaQuest Collaboration 以比以往更高的精度研究了質子海的反物質構成，以獲取范圍廣泛的夸克動量。他們發(fā)現(xiàn)質子平均每個向上反夸克有 1.4 個向下反夸克。

影響

質子是帶正電荷的亞原子粒子，存在于每個原子中。了解質子的結構可以深入了解將質子結合在一起的力。這些見解有助于物理學家回答所有科學中一些最基本的問題。SeaQuest 數(shù)據(jù)與質子的眾多競爭模型中的兩個一致，證明了質子海夸克的重要性。SeaQuest 的發(fā)現(xiàn)還將幫助科學家解析大型強子對撞機的粒子碰撞數(shù)據(jù)，以尋找新的物理學。

概括

SeaQuest 研究小組的科學家們研究了質子海中反夸克的上下味道之間的不對稱性。他們的數(shù)據(jù)表明，在質子中，在很寬的夸克動量范圍內，向下反夸克的數(shù)量超過向上反夸克。為了探測質子中的夸克和反夸克，科學家們向液態(tài)氫和氘的目標發(fā)射了高能質子束。他們研究了來自光束的質子與目標中的原子核之間的碰撞后果。當質子碰撞時，會發(fā)生很多事情。在一個稱為 Drell-Yan 過程的過程中，碰撞質子中的夸克和反夸克湮滅，兩個稱為 μ 子的新基本粒子從湮滅中出來，作為相互作用的標志。通過研究碰撞的簽名，科學家們確定，質子中的下反夸克比上反夸克多 40%，即使在罕見的情況下，單個反夸克攜帶超過質子總動量的三分之一。質子內反物質的起源和觀察到的不對稱性可以通過模型來解釋，其中一些反夸克被攜帶在虛擬粒子云中，在質子周圍形成一個場。這類模型對質子中反物質的自旋做出了額外的預測，可以用未來的測量來測試。質子內反物質的起源和觀察到的不對稱性可以通過模型來解釋，其中一些反夸克被攜帶在虛擬粒子云中，在質子周圍形成一個場。這類模型對質子中反物質的自旋做出了額外的預測，可以用未來的測量來測試。質子內反物質的起源和觀察到的不對稱性可以通過模型來解釋，其中一些反夸克被攜帶在虛擬粒子云中，在質子周圍形成一個場。這類模型對質子中反物質的自旋做出了額外的預測，可以用未來的測量來測試。

資金

這項工作由 SeaQuest Collaboration 完成，其工作部分得到了能源部的支持;密西西比州立大學國家科學基金會;JSPS()KAKENHI Tokyo Tech 全球 COE 計劃，;山田科學基金會;和科技部。

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