привет всем,
поперепросматриваем вот картинка , которую можно использовать как общий список для пп, на этот раз ----------
Не-е, НАСТОЯЩИЙ ПЕРЕПРАСМОТР---ЭТО ВОТ ЧТО:
- Протон состоит из трех кварков, связанных между собой полем глюонов. Эти компоненты были смоделированы с использованием подхода, называемого решеточной КХД. (Иллюстрация: Derek Leinweber, CSSM, University of Adelaide)
Объекты состоят из атомов, и атомы также являются суммой их частей - электронов, протонов и нейтронов. Однако погрузитесь в один из этих протонов или нейтронов, и все станет очень странным. Три частицы, называемые кварками, отскакивают взад и вперед почти со скоростью света, будучи захваченными связанными нитями частиц, называемыми глюонами. Как ни странно, масса протона должна каким-то образом возникать из энергии эластичных глюонных нитей, поскольку кварки весят очень мало и ничего не глюонируют вообще.
Физики раскрыли эту странную кварк-глюонную картину в 1960-х и сопоставили ее с уравнением в 70-х, создав теорию квантовой хромодинамики (КХД). Проблема в том, что, хотя теория кажется точной, она чрезвычайно сложна математически. Столкнувшись с такой задачей, как вычисление того, как три тонких кварка производят неуклюжий протон, КХД просто не может дать внятный ответ.
«Это мучительно и неприятно», - говорит Марк Ланкастер (Mark Lancaster), физик элементарных частиц из Манчестерского университета в Соединенном Королевстве. «Мы точно знаем, что кварки и глюоны взаимодействуют друг с другом, но мы не можем рассчитать» результат.
Математический приз в миллион долларов ждет каждого, кто сможет решить тип уравнения, используемого в КХД, чтобы показать, как образуются массивные объекты, такие как протоны. Не имея такого решения, физики элементарных частиц разработали сложные обходные пути, которые дают приблизительные ответы. Некоторые экспериментально определяют активность кварков на коллайдерах частиц, в то время как другие используют самые мощные в мире суперкомпьютеры. Но эти методы приближения в последнее время вступают в конфликт, в результате чего физики не уверены точно, что предсказывает их теория, и, таким образом, снижается их способность интерпретировать признаки новых, непредсказуемых частиц или эффектов.
Чтобы понять, что делает кварки и глюоны такими математическими нарушенными, рассмотрим, сколько математических механизмов, используемых для описания частиц с «хорошим поведением».
Например, простой электрон может на короткое время излучать, а затем поглощать фотон. За короткую жизнь этого фотона он может расколоться на пару частиц вещества-антивещества, каждая из которых может участвовать в дальнейшей акробатике, до бесконечности. Так как каждое отдельное событие заканчивается быстро, квантовая механика позволяет комбинированному потоку «виртуальной» активности продолжаться бесконечно.
В 1940-х годах, после значительной борьбы, физики разработали математические правила, которые могли приспособить эту причудливую особенность природы. Изучение электрона включало разрушение его виртуального антуража в серию возможных событий, каждое из которых соответствует волнистому рисунку, известному как диаграмма Фейнмана и уравнение соответствия. Идеальный анализ электрона потребовал бы бесконечной цепочки диаграмм - и расчета с бесконечным числом шагов - но, к счастью для физиков, более причудливые схемы более редких событий оказались относительно несущественными. Усечение ряда дает достаточно хорошие ответы.
Все сломало открытие кварков в 1960-х годах. С помощью электронов исследователи обнаружили, что внутренние части протона связаны новой силой. Физики поспешили найти описание, которое могло бы справиться с этими новыми строительными блоками, и им удалось оформить все детали кварков и «сильное взаимодействие», которые связывают их в компактное уравнение в 1973 году. Но их теория сильного взаимодействия, квантовая хромодинамика, не вели себя обычным образом, так же как и частицы.
Диаграммы Фейнмана рассматривают частицы так, как будто они взаимодействуют, приближаясь друг к другу на расстоянии, как бильярдные шары. Но кварки не ведут себя так. По словам Флип Танедо (Flip Tanedo), физика элементарных частиц из Калифорнийского университета в Риверсайде, диаграмма Фейнмана, представляющая три кварка, которые собираются вместе на расстоянии и связываются друг с другом для образования протона, потому что кварки связаны настолько сильно, что у них они не существуют по-отдельности. Сила их связи также означает, что бесконечный ряд слагаемых, соответствующих диаграммам Фейнмана, растет неуправляемым образом, а не исчезает достаточно быстро, чтобы обеспечить легкое приближение. Диаграммы Фейнмана - просто неправильный инструмент.
Сильное взаимодействие странно по двум основным причинам. Во-первых, в то время как электромагнитная сила включает только один вид заряда (электрический заряд), сильная сила включает три: «цветные» заряды, называемые красными, зелеными и синими. Что еще более странно, носитель сильного взаимодействия, названный глюоном, сам несет цветной заряд. Таким образом, хотя (электрически нейтральные) фотоны, составляющие электромагнитные поля, не взаимодействуют друг с другом, скопления цветных глюонов объединяются в цепочки. «Это действительно определяет различия, которые мы видим», - говорит Ланкастер. Способность глюонов преодолевать себя вместе с тремя зарядами делает сильное взаимодействие сильным - настолько сильным, что кварки не могут избежать компании друг друга.
