Dideliu greičiu skriejantys protonai yra kur kas labiau linkę sudaryti poras ne su kitais protonais, o su dideliu greičiu skriejančiais neutronais. Šį reiškinį visai neseniai stebėjo JAV Energijos departamento Tomo Džefersono nacionalinės greitintuvų laboratorijos mokslininkai. Gauti eksperimento duomenys patvirtina Penn state universiteto (JAV) profesoriaus Marko Strikmano (Mark Strikman) sukurtą teoriją, pagal kurią, egzistuoja beveik 100 proc. tikimybė, jog greitai skriejantys protonai sudarys poras su kitais dideliu greičiu skriejančiais protonais arba neutronais, tačiau didžioji dalis sudaromų porų bus tarp protonų ir neutronų. M. Strikmanas taip pat pasiūlė idėją, kaip šią teoriją patikrinti eksperimentiškai.

Naujoji profesoriaus teorija kartu su eksperimentiniu jos įrodymu gali padėti fizikams geriau suprasti branduolinių sistemų sandarą: nuo lengvųjų branduolių iki masyvių neutroninių žvaigždžių. Eksperimento rezultatai vėliau šiais metais bus išspausdinti prestižiniame žurnale „Science“.

Prieš dvidešimt metų M. Strikmanas ir jo bendradarbis Leonidas Frankfurtas (Leonid Frankfurt) iš Tel Avivo universiteto (Izraelis) pasiūlė idėją, jog pats paprasčiausias būdas aptikti dviejų didelio judesio nukleonų porą (nukleonu vadinamas atomo branduolio protonas arba neutronas) – išmušti dideliu greičiu skriejantį nukleoną iš atomo branduolio ir nustatyti likusio nukleono rūšį. Šis metodas buvo pritaikytas atliekant eksperimentą Brukhaveno nacionalinėje laboratorijoje. Gauti rezultatai išspausdinti 2003 m.

2006 m. M. Strikmanas ir jo kolegos „Physical Review Letters“ išspausdino straipsnį, kuriame aprašė detalų modelį, leidusį išnagrinėti Brukhaveno nacionalinėje laboratorijoje gautus duomenis. Buvo pastebėta, kad kai protono judėjimo greitis viršija ketvirtadalį šviesos greičio, 90 proc. laiko jis sudaro porą su neutronu. Likusius 10 proc. laiko protonas greičiausiai praleidžia su kitu protonu. „Nors mes tikėjomės nemažos protonų ir neutronų bei protonų ir protonų porų skaičiaus asimetrijos, tačiau realus šių skaičių skirtumas šiek tiek pribloškė, nes tai buvo ženklus nukrypimas nuo šiuolaikinių nukleonų tarpusavio sąveikos modelių numatytų verčių“, – pasakoja profesorius.

Visai neseniai Tomo Džefersono nacionalinės greitintuvų laboratorijos mokslininkai atliko tiesioginius matavimus, turėjusius nustatyti teorinio 90 ir 10 proc. santykio tikslumą (teorinį modelį M. Strikmanas su kolegomis sukūrė 2006 m.). Tyrėjai nukreipė didelės energijos elektronų pluoštą į ploną anglies sluoksnį. Įgreitintiems elektronams išmušus protonus iš anglies atomų branduolių, reikėjo nustatyti, kas yra likę protonų partneriai. Eksperimento rezultatai patvirtino M. Strikmano ir L. Frankfurto numatytą tokio vyksmo teorinį modelį.

„Nors mes ir numatėme labai didelę dviejų greitai skriejančių nukleonų poros susidarymo tikimybę, tačiau mane stebina tai, kad net 100 proc. tokių nukleonų iš tiesų sudaro poras, – teigia mokslininkas. – Ne ką mažesnis netikėtumas ir tai, kad protonai taip nenoriai poruojasi tarpusavyje“.

M. Strikmanas jaučiasi laimingas, jog teorija, kuriai jis skyrė daugybę metų, pagaliau patvirtinta eksperimentiškai. „Anksčiau naudoti metodai negalėjo atskirti protonų ir protonų bei protonų ir neutronų porų tarpusavio sąsajos, tačiau naujasis eksperimentas leido pamatyti tai, ko dar iki šiol nėra pavykę – džiaugiasi fizikas. – Šis atradimas yra aiškus įrodymas, jog didelių energijų vyksmai yra iš tiesų efektyvi darbo priemonė, kuri ateityje leis padaryti dar ne vieną atradimą“.

Komentarai (3)