Nesúmerná protónová antihmota

  • Valentín Korinek | 7 Apríl 2021
    Svet fyziky
Protóny sú vnútri chaotické. Okrem troch kvarkov (na ilustrácii ako veľké gule) obsahujú aj neustále sa meniacu zbierku prechodných kvarkov, antikvarkov (menšie guľôčky) a gluónov (škvŕn), ktoré spájajú kvarky dohromady. (Daniel Dominguez / CERN)
Antihmota protónu je trochu iná. Nové merania naznačujú, že nerovnováha medzi dvoma typmi antičastíc, ktoré sa nachádzajú v protóne, je ešte výraznejšia, ako sa doteraz myslelo. Protóny sú tvorené z troch kvarkov a to dvoch u-kvarkov teda horných a jedného d- kvarku čiže spodného.

Okrem toho obsahujú množstvo prechodných kvarkov a antikvarkov, ktoré existujú veľmi krátko, pretože sa vzájomne zničia. V tomto „oceáne“ častíc počet spodných antikvarkov prevyšuje počet tých horných.

Každý antikvark zvyčajne nesie iba malý kúsok z celkovej hybnosti protónu, no niekedy môže jediný antikvark tvoriť veľkú časť tejto hybnosti. Predchádzajúce merania naznačovali, že horné antikvarky a dolné antikvarky so značnou mierou tejto hybnosti možno nájsť v rovnakých počtoch.

Nové experimenty, ktoré sa uskutočnili vo *Fermilabe a to narazením protónov na ciele vyrobené z vodíka a deutéria (vodík s extra neutrónom v jadre), sú v rozpore s týmto predpokladom. Vedci zistili, že spodné antikvarky sú asi o 50 percent rozšírenejšie ako horné antikvarky - aj keď pri experimente mal jediný antikvark takmer polovicu celkovej energie protónu.

Ďalšie takéto merania sú dôležité pre štúdie na Large Hadron Collider v CERN-e v Ženeve, ktoré budú bombardovať protóny ešte intenzívnejšie, aby hľadali nové javy, pretože na lepšie pochopenie zrážok potrebujú fyzici dôkladné vyčíslenie zložiek protónu.


*Fermilab - Fermi National Accelerator Laboratory, ktoré sa nachádza neďaleko mesta Batavia v štáte Illinois neďaleko Chicaga, je národným laboratóriom ministerstva energetiky Spojených štátov amerických špecializujúcim sa na fyziku častíc vysokých energií