Átvágni a „statisztikai őrületen” – Először sikerült pontosan feltérképezni az atommag belsejét

2023 / 02 / 02 / Felkai Ádám
Átvágni a „statisztikai őrületen” – Először sikerült pontosan feltérképezni az atommag belsejét
Egyedülálló kísérlettel tárták fel az aranyatomban a protonok és a neutronok pontos elrendezését.

Hogyan kukkantsunk be egy atom belsejébe? Erre nem képes mikroszkóp, sem képalkotó eljárás – már csak azért sem (már a méretproblémákon túl) mert maga az atom sem mozdulatlan. Mint ahogy azt a hírről beszámoló Science Alert tudományos költőiséggel megfogalmazza: az atom belsejében „kvantumfogaskerek kaotikus örvénye” teremt átláthatatlan ködöt. „A részecskék és antirészecskék a statisztikai őrület forrongó habjában bukkannak fel és tűnnek el, ahol a részecskék eloszlására vonatkozó szabályok a legkevésbé sem következetesek.”

A kutatók azonban kifejlesztettek egy új eszközt, hogy fellibbentsék a „statisztikai őrület” ködfátylát, és betekintést nyerjenek az atommagot alkotó protonok és neutronok világába – ez az eszköz pedig az a kvantuminterferencia, ami akkor lép fel, amikor az aranyatomok irtózatos sebességgel elhúznak egymás mellett az ütközést épp csak elkerülve. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Brookhaven Nemzeti Laboratóriumában működő nagy teljesítményű Relativisztikus Nehéz Ionütköztető (RHIC) segítségével a tudósok pontos részletek mellett tárták fel az arany protonjainak és neutronjainak az elrendezését az említett kvantuminterferenciával. Ez volt az első ilyen kísérlet a világon. Mint azt az egyik szakember elmagyarázta:

„Ez a technika hasonló ahhoz, ahogyan az orvosok a pozitronemissziós tomográfiát (PET-vizsgálat) használják, hogy kiderítsék, mi történik az agyban és más testrészekben. De ebben az esetben a femtométerek – a milliméter billiomod részei – nagyságrendjében történő feltérképezéséről beszélünk, tehát egy önálló proton méretéről.”

A protonok három alapvető építőelemből, az úgynevezett kvarkokból állnak, amelyeket gluonoknak nevezett részecskék tartanak össze. Ezek a részecskék azonban nem könnyen láthatók, és ezen az sem változtat, ha megvilágítjuk őket. A tudósok ezért két nagy sebességgel mozgó aranyatom polarizált fényét használták fel, hogy töltött részecskéket, úgynevezett pionokat állítsanak elő. E pionok viselkedését elemezve a fizikusok megállapították, hogy összefonódtak, vagyis furcsa és titokzatos módon kapcsolódnak egymáshoz – ez a fent említett kvantuminterferencia. Mindennek eredménye pedig az első kísérleti megfigyelése különböző részecskék kvantum-összefonódásának, aminek segítségével sikerült kétdimenziós képet alkotni a proton pontos gluoneloszlásáról.

Az új módszer tehát pontos betekintést nyújt az atomi részecskék szerkezetébe, és így segít megérteni az anyag alapvető építőköveit. Mint pedig azt az egyik kutató elmondta:

„Most már készíthetünk egy képet, ahol valóban meg tudjuk különböztetni a gluonok sűrűségét adott szögben és sugárban. A képek olyan precízek, hogy még azt is láthatjuk, hogy hol találhatóak a protonok és hol helyezkednek el a neutronok ezekben a nagy (atom)magokban.”

(Kép: A Relativisztikus Nehéz Ionütköztető (RHIC), forrás: Brookhaven National Laboratory)


Így lettek a szexuális játékszerekből digitális kütyük
Így lettek a szexuális játékszerekből digitális kütyük
Lassan már senkit sem lep meg, hogy egy intim segédeszköznek legalább olyan jól kell tudnia csatlakoznia a wifihez vagy egy telefonhoz, mint a viselőjéhez, használójához.
Egy autógyártó robotja önállóan liftezik és arcfelismerő technológiával cserkészi be azokat, akik kávét szeretnének inni
Egy autógyártó robotja önállóan liftezik és arcfelismerő technológiával cserkészi be azokat, akik kávét szeretnének inni
99,9%-os pontossággal azonosítja a robot azokat, akik a kávéjukra várnak.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.