Los protones pueden contener una partícula más pequeña y más pesada que el propio protón: ScienceAlert
Los protones pueden tener más “encanto” de lo que pensábamos, sugiere una nueva investigación.
Un protón es una de las partículas subatómicas que forman el núcleo de un átomo. Tan pequeños como son los protones, están formados por otros aún más pequeños. partículas elementales conocidos como quarks, que vienen en diferentes “sabores” o tipos: arriba, abajo, extraño, encantador, inferior y superior.
Por lo general, se considera que un protón consta de dos quarks up y un quark down. Pero una nueva investigación muestra que es más complicado.
Los protones también pueden contener un quark charm, una partícula elemental de 1,5 veces la masa de un protón. Aún más extraño, cuando el protón contiene un quark encantador, la partícula pesada solo lleva alrededor de la mitad de la masa del protón.
El descubrimiento se basa en el mundo de las probabilidades. física cuántica. Aunque el quark charm es pesado, la posibilidad de su creación en un protón es bastante pequeña, por lo que la alta masa y la baja probabilidad básicamente se anulan entre sí.
En otras palabras, el protón no ocupa toda la masa del quark charm, incluso si el quark charm está allí. Así lo informó Science News.
Aunque los protones son esenciales para la estructura átomos – que componen todo – también son muy complejos.
Los físicos en realidad no conocen la estructura básica de los protones. Según la física cuántica, además de los quarks arriba y abajo existentes, otros quarks pueden aparecer ocasionalmente para convertirse en protones, dijo al podcast Stefano Forte, físico de la Universidad de Milán. Información de la naturaleza.
Forte fue coautor de un nuevo artículo que muestra evidencia de un quark encantador en protones. Naturaleza 17 de agosto
Hay seis tipos de quarks. Tres de ellos son más pesados que los protones y tres son más livianos que los protones. El quark charm es el más ligero de los pesados, por lo que los investigadores querían empezar con él para ver si el protón podía contener un quark más pesado que él. Hicieron esto adoptando un nuevo enfoque para 35 años de trituración de partículas.
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Para aprender sobre la estructura de las partículas subatómicas y elementales, los investigadores lanzan partículas entre sí a velocidades vertiginosas en aceleradores de partículas como El Gran Colisionador de Hadronesla trituradora atómica más grande del mundo ubicada cerca de Ginebra.
Los científicos que trabajan con la organización sin fines de lucro NNPDF han estado recopilando estos datos de destrucción de partículas desde la década de 1980, incluidos ejemplos de experimentos en los que fotoneselectrones, muones, neutrino, pag e incluso otros protones colisionaron en protones.
Al observar los escombros de estas colisiones, los investigadores pueden reconstruir el estado original de las partículas.
En el nuevo estudio, los investigadores alimentaron todos estos datos de fallas a un algoritmo de aprendizaje automático diseñado para buscar patrones sin nociones preconcebidas de cómo se ven las estructuras.
El algoritmo devolvió posibles estructuras y la probabilidad de que pudieran existir.
El estudio encontró una posibilidad “pequeña pero no insignificante” de encontrar un quark encantador, dijo Forte a Nature Briefing. El nivel de evidencia no fue lo suficientemente alto para que los investigadores declararan el descubrimiento indiscutible del quark encanto en los protones, pero los resultados son la “primera evidencia sólida” de que puede existir, dijo Forte.
La estructura del protón es importante, dijo Forte, porque para descubrir nuevas partículas elementales, los físicos tienen que descubrir pequeñas diferencias entre lo que sugieren las teorías y lo que realmente se observa. Esto requiere mediciones muy precisas de las estructuras subatómicas.
Por ahora, los físicos aún necesitan más información sobre el escurridizo “encanto” del protón. Los experimentos futuros, como el colisionador de iones de electrones planeado en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Upton, Nueva York, pueden ayudar, dijo a Science News Tim Hobbs, físico teórico en Fermilab en Batavia, Illinois.
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