Fizik

Kuarklar Protonun Kütlesinin Sadece Yüzde 9’unu Oluşturuyor

Bir protonun kütlesini oluşturan sadece parçalarının toplamı değil. Ve şimdi, bilim insanları bu atom altı parçacığın ağırlığından neyin sorumlu olduğunu biliyorlar.

Protonlar kendilerinden de küçük olan kuark isimli parçacıklardan oluşuyor ve basitçe bu kuarkların toplam kütlesinin protonunkini oluşturduğu düşünülebilir. Ama onların kütlesi protonun kütlesini açıklamakta yetersiz kalıyor. Ve yapılan detaylı hesaplamalar, protonun ağırlığının sadece yüzde 9’unun bileşenleri olan kuarkların kütlesinden geldiğini gösteriyor. Physical Review Letters’da yayınlanan bir çalışmaya göre, bu kütlenin geri kalanı parçacığın içinde meydana gelen karmaşık etkimelerden kaynaklanıyor.

Kuarklar kütlelerini Higgs bozonuna bağlı olan bir süreçten elde ediyorlar ama bunlar çok küçük kütleler ve protonların kütlelerini açıklamıyor. Protonun 938 milyon elektron voltluk kütlesinin büyük bölümü kuantum kromodinamiğinin (QCD) neden olduğu karmaşık durumlardan kaynaklanıyor. QCD ile hesaplamalar yapmak çok zor olduğundan, protonun özelliklerini teorik olarak incelemek için bilim insanları örgü (lattice) QCD isimli bir tekniğe bel bağlıyor.

Uzun Zamandır Şüpheleniliyordu

Fizikçiler bu tekniği kullanarak daha önce protonun kütlesini hesaplamışlardı ama şimdiye dek bu kütlenin nerelerden geldiğini paylaştıramamışlardı. Şimdi, araştırmacılar protonun kütlesinin yüzde 9’unun kuarkların ağırlığından, yüzde 32’sinin protonun içindeki kuarkların hızlı hareketlerinin meydana getirdiği enerjiden, yüzde 36’sının protonun kütlesiz parçacıkları olan ve kuarkları bir arada tutmaya yardımcı olan gluonların enerjilerinden, geriye kalan yüzde 23’lük bölümünse kuarkların ve gluonların protonun içinde karmaşık şekillerde etkileşimlerde bulunduklarında meydana gelen kuantum etkimelerden oluştuğunu buldular.

Araştırmacılar bilim insanlarının uzun zamandır protonun kütle yapısının bu şekilde olduğundan şüphelendiğini ancak bu çalışmanın bir inancı bilimsel bir bilgiye dönüştürdüğünü belirtiyorlar.

Orijinal makale: Science News

Yorum bırakın

E-posta adresiniz paylaşılmayacaktır..

Bunları da beğenebilirsiniz