[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Aadunek osiągał wartość najwięk-szą w centrum i malał do zera przy brzegach tego, co zwiemy protonem.Podobne re-zultaty otrzymano powtarzając eksperyment przy użyciu wiązek mionów, które takżeignorują oddziaływanie silne.Za tę fotografię protonu Hofstadter otrzymał w 1961 rokuNagrodę Nobla.Około roku 1968 fizycy ze SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, czyli CentrumAkceleratora Liniowego w Stanford) bombardowali protony elektronami o znaczniewyższej energii: (8-15) GeV, i zaobserwowali wyraznie inny przebieg rozpraszania.W 169tym twardym świetle proton wyglądał zupełnie inaczej.Użyte przez Hofstadtera elektro-ny o stosunkowo niskiej energii ujawniły tylko rozmazany portret protonu: ładunek roz-kładał się tak, że proton wyglądał jak miękka, gąbczasta kuleczka.Elektrony wykorzy-stane w SLAC sięgały głębiej i pozwoliły dostrzec trzy małe stworki śmigające we wnę-trzu protonu.Były to pierwsze dane wskazujące na istnienie kwarków.Nowe dane do-pełniały stare, podobnie jak poranny obraz Moneta uzupełniał obraz wieczorny.Po pro-stu niskoenergetyczne elektrony mogły ukazać jedynie średni rozkład ładunku.Wysoko-energetyczne elektrony ujawniły, że proton zawiera trzy szybko poruszające się składni-ki punktowe.Dlaczego eksperyment przeprowadzony w SLAC odkrył ten szczegół, abadania Hofstadtera nie? Zderzenia, w których uczestniczą cząstki o dostatecznie wy-sokiej energii, zamrażają kwarki w miejscu i wyczuwają punktowe oddziaływania.Zachowanie to jest konsekwencją małych długości fal.Oddziaływania takie powodująrozpraszanie pod dużymi kątami (przypomnij sobie, drogi Czytelniku, Rutherforda i ją-dro) i znaczne zmiany energii elektronów biorących udział w zderzeniu.Fizycy nazywa-ją takie zjawisko głęboko nieelastycznym rozpraszaniem .We wcześniejszych ekspe-rymentach Hofstadtera kwarki wychodziły nieostro i proton sprawiał wrażenie gładkiej cząstki o jednorodnym wnętrzu, ponieważ sondujące go elektrony miały zbyt małąenergię.Wyobraz sobie, drogi Czytelniku, że robisz zdjęcie trzem maleńkim, szybko mi-gającym żaróweczkom naświetlając film przez minutę.Na zdjęciu ukazałby się jedenniewyrazny, niezróżnicowany obiekt.W pewnym sensie eksperyment w SLAC polegałna zrobieniu zdjęcia przy zastosowaniu bardzo krótkiego czasu naświetlania; dzięki te-mu można było łatwo policzyć świetlne punkty.Ponieważ kwarkowa interpretacja rozpraszania wysokoenergetycznych elektronówbyła niezwykła i brzemienna w skutki, powtórzono ten eksperyment w Fermilabie i wCERN, używając wiązek mionów o energii dziesięciokrotnie większej niż stosowana wSLAC (150 GeV) oraz neutrin.Miony, tak samo jak elektrony, pozwalają zgłębiać elek-tromagnetyczną strukturę protonu, ale neutrina, niewrażliwe zarówno na oddziaływaniaelektromagnetyczne, jak i silne, pozwalają badać rozkład oddziaływania słabego.Toostatnie odpowiada za rozpad promieniotwórczy jądra.Wielkie eksperymenty prowa-dzone w atmosferze ostrej rywalizacji dały jednobrzmiące wyniki: proton zbudowanyjest z trzech kwarków.Poznaliśmy też nieco szczegółów dotyczących ruchów kwarków.To właśnie ich ruch wyznacza własności tego, co nazywamy protonem .Szczegółowa analiza tych trzech rodzajów eksperymentów - z elektronami, miona-mi i neutrinami - doprowadziła także do odkrycia nowego rodzaju cząstek: gluonów.Gluony są nośnikami oddziaływania silnego i bez nich po prostu nie udałoby się wyja-śnić otrzymanych danych.Ta sama analiza pozwoliła zrozumieć, jak kwarki poruszająsię względem siebie w swym protonowym więzieniu.Dwadzieścia lat takich badań (na-zywanych przez fizyków badaniem funkcji struktury) doprowadziło nas do stworzeniawyrafinowanego modelu pozwalającego zinterpretować wszystkie eksperymenty, w któ-rych protony, neutrony, elektrony, miony, neutrina, a także fotony, piony i antyprotonyzderzają się z protonami.Monet pozostał daleko w tyle.Być może porównanie z wier-szem Wallace'a Stevensa Trzynaście sposobów widzenia kosa byłoby tu bardziej namiejscu.Jak widać, można się wiele dowiedzieć, próbując zinterpretować to, co-wchodzi-i-co-wychodzi.Poznajemy oddziaływania i sposób, w jaki doprowadzają do tworzenia sięzłożonych struktur, takich jak protony (zbudowane z trzech kwarków) albo mezony(zbudowane z pary kwark i antykwark) [ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl przylepto3.keep.pl
.Aadunek osiągał wartość najwięk-szą w centrum i malał do zera przy brzegach tego, co zwiemy protonem.Podobne re-zultaty otrzymano powtarzając eksperyment przy użyciu wiązek mionów, które takżeignorują oddziaływanie silne.Za tę fotografię protonu Hofstadter otrzymał w 1961 rokuNagrodę Nobla.Około roku 1968 fizycy ze SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, czyli CentrumAkceleratora Liniowego w Stanford) bombardowali protony elektronami o znaczniewyższej energii: (8-15) GeV, i zaobserwowali wyraznie inny przebieg rozpraszania.W 169tym twardym świetle proton wyglądał zupełnie inaczej.Użyte przez Hofstadtera elektro-ny o stosunkowo niskiej energii ujawniły tylko rozmazany portret protonu: ładunek roz-kładał się tak, że proton wyglądał jak miękka, gąbczasta kuleczka.Elektrony wykorzy-stane w SLAC sięgały głębiej i pozwoliły dostrzec trzy małe stworki śmigające we wnę-trzu protonu.Były to pierwsze dane wskazujące na istnienie kwarków.Nowe dane do-pełniały stare, podobnie jak poranny obraz Moneta uzupełniał obraz wieczorny.Po pro-stu niskoenergetyczne elektrony mogły ukazać jedynie średni rozkład ładunku.Wysoko-energetyczne elektrony ujawniły, że proton zawiera trzy szybko poruszające się składni-ki punktowe.Dlaczego eksperyment przeprowadzony w SLAC odkrył ten szczegół, abadania Hofstadtera nie? Zderzenia, w których uczestniczą cząstki o dostatecznie wy-sokiej energii, zamrażają kwarki w miejscu i wyczuwają punktowe oddziaływania.Zachowanie to jest konsekwencją małych długości fal.Oddziaływania takie powodująrozpraszanie pod dużymi kątami (przypomnij sobie, drogi Czytelniku, Rutherforda i ją-dro) i znaczne zmiany energii elektronów biorących udział w zderzeniu.Fizycy nazywa-ją takie zjawisko głęboko nieelastycznym rozpraszaniem .We wcześniejszych ekspe-rymentach Hofstadtera kwarki wychodziły nieostro i proton sprawiał wrażenie gładkiej cząstki o jednorodnym wnętrzu, ponieważ sondujące go elektrony miały zbyt małąenergię.Wyobraz sobie, drogi Czytelniku, że robisz zdjęcie trzem maleńkim, szybko mi-gającym żaróweczkom naświetlając film przez minutę.Na zdjęciu ukazałby się jedenniewyrazny, niezróżnicowany obiekt.W pewnym sensie eksperyment w SLAC polegałna zrobieniu zdjęcia przy zastosowaniu bardzo krótkiego czasu naświetlania; dzięki te-mu można było łatwo policzyć świetlne punkty.Ponieważ kwarkowa interpretacja rozpraszania wysokoenergetycznych elektronówbyła niezwykła i brzemienna w skutki, powtórzono ten eksperyment w Fermilabie i wCERN, używając wiązek mionów o energii dziesięciokrotnie większej niż stosowana wSLAC (150 GeV) oraz neutrin.Miony, tak samo jak elektrony, pozwalają zgłębiać elek-tromagnetyczną strukturę protonu, ale neutrina, niewrażliwe zarówno na oddziaływaniaelektromagnetyczne, jak i silne, pozwalają badać rozkład oddziaływania słabego.Toostatnie odpowiada za rozpad promieniotwórczy jądra.Wielkie eksperymenty prowa-dzone w atmosferze ostrej rywalizacji dały jednobrzmiące wyniki: proton zbudowanyjest z trzech kwarków.Poznaliśmy też nieco szczegółów dotyczących ruchów kwarków.To właśnie ich ruch wyznacza własności tego, co nazywamy protonem .Szczegółowa analiza tych trzech rodzajów eksperymentów - z elektronami, miona-mi i neutrinami - doprowadziła także do odkrycia nowego rodzaju cząstek: gluonów.Gluony są nośnikami oddziaływania silnego i bez nich po prostu nie udałoby się wyja-śnić otrzymanych danych.Ta sama analiza pozwoliła zrozumieć, jak kwarki poruszająsię względem siebie w swym protonowym więzieniu.Dwadzieścia lat takich badań (na-zywanych przez fizyków badaniem funkcji struktury) doprowadziło nas do stworzeniawyrafinowanego modelu pozwalającego zinterpretować wszystkie eksperymenty, w któ-rych protony, neutrony, elektrony, miony, neutrina, a także fotony, piony i antyprotonyzderzają się z protonami.Monet pozostał daleko w tyle.Być może porównanie z wier-szem Wallace'a Stevensa Trzynaście sposobów widzenia kosa byłoby tu bardziej namiejscu.Jak widać, można się wiele dowiedzieć, próbując zinterpretować to, co-wchodzi-i-co-wychodzi.Poznajemy oddziaływania i sposób, w jaki doprowadzają do tworzenia sięzłożonych struktur, takich jak protony (zbudowane z trzech kwarków) albo mezony(zbudowane z pary kwark i antykwark) [ Pobierz całość w formacie PDF ]