Физики впервые измерили слабый заряд протона

Экспериментальная установка, на которой были получены результаты
Экспериментальная установка, на которой были получены результаты

Физики впервые провели экспериментальное измерение слабого заряда протона. Статья ученых принята к публикации в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Лаборатории Джефферсона (Jefferson Lab), где и было сделано открытие.

Слабое взаимодействие - одно из четырех фундаментальных взаимодействий. За исключением гравитационного три из этих взаимодействий (сильное, слабое, электромагнитное) описываются теорией, называемой Стандартной моделью. Слабое взаимодействие несет ответственность за некоторые типы ядерного распада, а также взаимодействие между частицами внутри атомов.

Слабым зарядом протона в Стандартной модели считается величина, обозначаемая через QWp. Для слабого взаимодействия она исполняет роль аналога электрического заряда для электромагнитного взаимодействия, определяя, в частности, насколько «активно» протон участвует в слабом взаимодействии.

Для измерения слабого заряда ученые действовали следующим образом: они направляли поток высокоэнергетических электронов на жидкий водород. Электроны рассеивались на протонах в ядрах водорода и при помощи мощных магнитов направлялись на детекторы. Частицы в потоке были поляризованы определенным (перпендикулярным направлению движения) образом — то есть спины электронов были согласованы.

Электромагнитное взаимодействие сильнее слабого, поэтому, по словам ученых, со статистической точки зрения можно считать так: на каждый миллион электронов, рассеивание которых на протонах обусловлено электромагнетизмом, приходится ровно один, рассеяние которого определяется слабым взаимодействием.

Чтобы отделить в статистике сигнал от слабого взаимодействия от электромагнитного «шума», во время эксперимента поляризация потока электронов несколько раз менялась. Дело в том, что слабое взаимодействие нарушает так называемую P-симметрию. Это означает, что при замене всех направлений в уравнениях, отписывающих это взаимодействие, на противоположные, результат меняется — то есть разным образом поляризованные электроны будут разным образом взаимодействовать с протонами.

Проделав опыт множество раз, ученые получили достаточно статистических данных, чтобы вычислить слабый заряд протона. Как оказалось, полученный результат согласуется с теоретическими предсказаниями (в отличие от некоторых других параметров Стандартной модели QWp там вычисляется явно) с относительной погрешностью в несколько сотен миллиардных.

В настоящее время ученые продолжают анализ собранных данных. Они надеются, что им удастся улучшить результат на несколько порядков. Примечательно, что в ходе работы были также измерены слабые заряды нейтрона, u- и d-кварков.

Обсудить
Наука и техника

Разумная роскошь

Больше не нужно выбирать между красотой и функциональностью
Шпион, разлогинься
Мировые корпорации породили свои ЦРУ и КГБ, но проиграли интернету
Смерть в песках
Зачем богатейшие страны мира устроили кровавую мясорубку в нищем Йемене
«Мне довелось убивать русских»
Жажда крови, шепот смерти и грязная работа головорезов в Сирии
Белая смерть
Кто стоит за самой кровавой стрельбой в истории Америки
Пиво и сигареты
Тайная жизнь Северной Кореи
Несите нейрализатор
Тест Citroen C3 Aircross: поможет ли бывшему компактвэну статус кроссовера
Офф-топчик
Какие кроссоверы и внедорожники в сентябре покупали лучше других
Редкие машины, которые вытащили с того света
Автомобили, возрожденные из пепла
Машины против всех
Автомобили против снегоходов, лошадей и других неожиданных противников
Технология обмана
Продающие права на неустойку участники долевого строительства серьезно рискуют
Интим предлагать
Секс стал способом решения квартирного вопроса
Братва помнит
Чем украшают могилы криминальных авторитетов
«Мы — не дойные коровы»
Почему москвичкам не стоит жить с приезжими