Il semplice nucleo di idrogeno si rivela sorprendentemente affascinante

Il nucleo atomico più semplice, il nucleo di idrogeno, sembra avere tre elementi costitutivi. Ma se guardi da vicino, scoprirai che è un pasticcio di altre particelle che appaiono e scompaiono brevemente. I fisici hanno scoperto che di tanto in tanto compaiono anche i cosiddetti quark charm.

Il nucleo di un atomo di idrogeno è un protone. A prima vista, un tale protone sembra essere costituito da tre quark (due quark up e un quark down), tenuti insieme da particelle chiamate gluoni. Ma c’è di più. Oltre a questa regola, quark e altri antiquark (loro Controparti di antimateria). Un gruppo di fisici ha scoperto questa complessa struttura del protone Descrivilo accuratamente ora, combinando migliaia di misurazioni da diversi esperimenti. “Stiamo dando la nostra migliore immagine del protone finora”, dice. Juan Rojo, che lavora all’Amsterdam Research Institute Nikhef e alla VU University Amsterdam.

La formazione del protone è infatti alla base di tutta la materia che compone noi e il mondo che ci circonda. I protoni si trovano in tutti i nuclei di un atomo.

mare incantevole

Nell’immagine i fisici disegnano la struttura del protone, quark e antiquark strani appaiono regolarmente, così come quark up e down. In precedenza sembrava che ci fosse qualcosa in questo mare di quark Emergono più quark anticaduta che antiquark. Inoltre, le analisi mostrano che anche i quark charm possono essere parte della formazione del protone. Un risultato entusiasmante, perché l’esistenza dei quark charm è oggetto di accesi dibattiti da quarant’anni.

Casualmente, pochi giorni dopo è apparsa anche l’analisi teorica Articolo tratto da un esperimento all’acceleratore di particelle LHC del CERN Questo indica anche la presenza di quark charm nel protone. “I nostri risultati sembrano concordare bene con le nuove misurazioni di LHC”, afferma Rogaux. “Siamo molto entusiasti di questo, perché è una misurazione indipendente che non ha nulla a che fare con la nostra analisi”. Ciò aumenta la possibilità che i quark charm e antimagic stiano effettivamente vagando nel mare di quark all’interno del protone.

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“Ma i risultati di entrambe le ricerche sono ‘controversi’ e rimangono controversi”, aggiunge Rojo. Le misurazioni future mostreranno se i protoni sono davvero affascinanti come sembrano ora.

Intelligenza artificiale

Per l’analisi, i ricercatori hanno utilizzato Programmi per computer con intelligenza artificiale. “Siamo stati in grado di ottenere un’immagine della struttura del protone senza fare ipotesi in anticipo”, afferma Rogo. Il codice che hanno usato è a disposizione di tutti. Crediamo fortemente bandiera aperta E condividi tutto il tuo codice, dati e analisi. Crediamo che questa sia la forma di scienza più produttiva e potente”.

La presenza di quark charm era solo una parte dell’analisi. “Il nostro obiettivo era comprendere il più fedelmente possibile l’intera struttura del protone”, afferma Rogo. “Quindi come si comportano i quark up, down, strani e charm nei protoni?” Il risultato descrive il risultato degli esperimenti con l’uno percento più vicino.

Secondo Rogo, la separazione dei protoni non si è ancora conclusa. “Non credo che i quark charm siano l’ultima sorpresa che il protone ha in serbo per noi”.

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