velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Category:

Теория подтверждает практику

Теория квантовой хромодинамики получила доказательство: более 95% массы вещества рождается из ничего - поточнее, из энергии.





Если кто-то запамятовал базы, то напоминаем: материя состоит из атомов, атомы – из ядра и электронов, атомные ядра – из нуклонов (протонов и нейтронов). Более 99,9% массы атома – а означает, и всей материи вообщем – приходится на протоны и нейтроны.


Не считая того, понятно, что и протоны, и нейтроны состоят из 3-х кварков. Нейтрон включает один верхний (u) и два нижних кварка (d), протон – напротив: два верхних и один нижний. Масса обоих видов кварков фактически схожа, так что масса обеих частиц выходит примерно равной.


Но есть в этой картинке одна нестыковка. Дело в том, что если сложить массы 3-х кварков, в сумме они дадут только малую толику общей массы частицы-нуклона. Откуда же вообщем берется масса атомных ядер, а совместно с ней – масса самих атомов, нас с вами и всего мироздания?


Считается, что ответ дает именитая эйнштейновская формула взаимопревращения массы и энергии: до 95% массы нуклона возникает из очень резвого и высоко энергетического движения кварков и промежных частиц, которыми они обмениваются в процессе взаимодействия.


Тройка кварков, составляющих нуклон, удерживаются совместно т.н. сильным взаимодействием. Из 4 узнаваемых на сей день базовых взаимодействий это вправду самое сильное, но проявляется оно только на очень малых (порядка размеров атомного ядра и меньше) расстояниях.


Для математического описания сильного взаимодействия имеется особая теория – квантовая хромодинамика. В принципе, конкретно уравнения квантовой хромодинамики должны бы позволить высчитать массы нуклонов. Но надлежащие подсчеты очень сложны.


Дело в том, что, как и другое базовое взаимодействие – электрическое, – сильное проявляется при обмене частиц другими частицами-посредниками. И если в электрическом содействии это фотоны, то в сильном – глюоны.


В отличие от фотонов, глюоны способны вести взаимодействие вместе, что и делает сильное взаимодействие так сильным, что кварки вообщем не встречаются в природе поодиночке – только связанными парами либо тройками. Все эти моменты фактически не позволяют провести прямые расчеты уравнений квантовой хромодинамики и подтвердить теоретические выкладки о массе протонов и нейтронов.


Только не так давно интернациональная группа ученых, возглавляемая венгерским физиком Золтаном Фодором (Zoltan Fodor), смогла использовать германский суперкомпьютер JUGENE и решить задачу, в первый раз подсчитав впрямую массы протона, нейтрона и неких других адронов, представляющих из себя тандемы либо тройки кварков. JUGENE, способный совершать 180 трлн. операций за секунду, считается самым массивным компом в Европе.


Приобретенные учеными результаты расчетов стопроцентно согласуются с экспериментально вычисленными массами частиц. «Это указывает, - гласит Золтан Фодор, - что квантовая хромодинамика является верной теорией сильного взаимодействия, интерпретации которой стопроцентно согласуются с опытнейшеми данными».


Таким макаром, доказано, что фактически вся масса всей материи во Вселенной рождается из энергии. Если, естественно, гласить об обыкновенной материи, а не о черной материи и черной энергии, из которых, в главном, и состоит мироздание и которые до сего времени остаются совсем таинственными.


По пресс-релизу John von Neumann Institute for Computing






Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments