Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Cząstki elementarne i "klej", który je wiąże

Finansowany ze środków UE zespół badawczy stworzył nowe algorytmy pozwalające badać zachowanie kwarków, należących do 12 cząstek elementarnych materii, oraz możliwości sterowania nimi przy pomocy oddziaływania silnego (jednego z 4 podstawowych oddziaływań we wszechświecie).

Energia

W jądrze atomu znajdują się dodatnio naładowane protony i neutralne neutrony. Ładunki dodatnie odpychają się, dlatego potrzebna jest teoria wyjaśniająca, dlaczego jądro nie ulega rozerwaniu pod wpływem tych sił. Aby zrozumieć, co dzieje się wewnątrz jądra, trzeba zgłębić tajniki fizyki cząstek elementarnych oraz jej tzw. Modelu Standardowego ze szczególnym uwzględnieniem kwarków. Według Modelu Standardowego wszechświat składa się z 12 podstawowych cząstek materii (fermionów), a nośnikami oddziaływań są 4 cząstki, noszące nazwę bozonów (w tym słynny bozon Higgsa). Kwarki są rodzajem fermionów i występują w sześciu rodzajach. Istnieją tylko w grupach zwanych hadronami (nigdy osobno), a nośnikiem siły trzymającej je razem jest bozon, ze względu na swoje właściwości zwany gluonem (od ang. "glue", klej). Chromodynamika kwantowa jest dziedziną fizyki teoretycznej zajmującą się interakcjami między kwarkami i gluonami, tworzącymi niektóre hadrony, w tym protony i neutrony. Hadrony występują w postaci ciężkiej, średniej i lekkiej. Europejscy naukowcy stworzyli projekt "Sprawdzenie Chiralnej Teorii Perturbacyjnej na podstawie symulacji two-flavour lattice QCD" (LATQCD-CHIPT), aby przeprowadzić symulacje numeryczne zachowań hadronów. Naukowcy zajmowali się zagadnieniem ergodyczności, tj. atrybutu układów stochastycznych, w których to układ "zapomina" o swoim stanie początkowym i wszystkie sekwencje muszą zostać zrewidowane z uwagi na bardzo długi przedział czasu. Badacze stworzyli nowy algorytm symulacji zachowań kwarków, objawiających się niestabilnością i nieergodycznością. Celem prac jest uporanie się z brakiem ergodyczności wynikającym z pojawiania się rozłącznych sektorów w przestrzeni pola (ładunek topologiczny) poprzez zbadanie charakteru przejścia między tymi sektorami. Ponadto, obliczono dokładnie tzw. podatność topologiczną, definiując jej ograniczenia i uniwersalność w obszarze kontinuum. Każda informacja dotycząca zachowań materii i nośników oddziaływań przenosi nas o krok bliżej poznania i wyjaśnienia wszechświata. Tego właśnie dokonali naukowcy biorący udział w tym unijnym projekcie.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania