Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

28.02.2019
15:47

Раскрыта одна из тайн новорожденных звезд

28.02.2019
15:42

Обнаружена вторая галактика без темной материи

28.02.2019
15:32

NASA раскрыло природу загадочных узоров на Луне

28.02.2019
15:28

Ключи к марсианской жизни найдены в чилийской пустыне

28.02.2019
15:13

Обнаружен новый самый далекий объект Солнечной системы

28.02.2019
15:08

Физики рассчитали давление и касательные напряжения внутри протона

    Физики из Массачусетского технологического института впервые теоретически рассчитали вклады кварков и глюонов в распределение давления и касательных напряжений внутри протона. Для этого ученые собрали несколько работ, которые численно находили обобщенные форм-факторы протона, приблизили их аналитическими функциями и восстановили искомые распределения. В результате исследователи получили, что вклад глюонов сопоставим с вкладом кварков. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Стандартная модель надежно предсказывает свойства элементарных частиц, однако рассчитать с ее помощью свойства составных частиц — например, протона — очень сложно. Чтобы описать свойства таких частиц, физики используют форм-факторы — функции, которые «приближают» составную частицу к элементарной. Каждый форм-фактор отвечает за соответствующее взаимодействие. Например, электромагнитный форм-фактор описывает заряд и магнитный момент частицы, слабый форм-фактор — аксиальный заряд и псевдоскалярную константу связи, гравитационный форм-фактор — массу, спин и «давление» внутри частицы (то есть тензор энергии-импульса).

    Большинство форм-факторов протона давно известны — например, Отто Штерн и Вальтер Герлах измерили магнитный момент протона почти 100 лет назад. Тем не менее, гравитационные форм-факторы, ответственные за «давление» внутри частицы, физики смогли оценить только в 2018 году. Для этого исследователи из Лаборатории Джефферсона использовали глубоко-виртуальное комптоновское рассеяние — грубо говоря, «прощупывали» внутренности протона с помощью виртуальных фотонов с энергией порядка одного гигаэлектронвольта. В результате ученые выяснили, что давление внутри протона достигает 1035 паскаль, что в несколько раз превышает давление внутри самого плотного объекта во Вселенной — нейтронной звезды. К сожалению, этот метод практически не «чувствует» глюоны, с помощью которых связываются кварки протона. Поэтому физикам пришлось оценить вклад глюонов косвенно. Из-за такой оценки погрешность измерений была сравнима с абсолютной величиной давления.

    К сожалению, теоретически рассчитать гравитационные форм-факторы протона, чтобы сравнить их с экспериментом, очень сложно. Дело в том, что взаимодействие кварков и глюонов описывается Квантовой хромодинамикой (КХД), в которой не работает теория возмущений. В то же время, современные суперкомпьютеры позволяют смоделировать взаимодействие кварков и глюонов численно с помощью так называемой решеточной КХД. В этом подходе непрерывное пространство-время заменяется решеткой (как правило, квадратной), в вершинах которой «сидят» частицы. В пределе бесконечно малого шага решетки и времени решеточная КХД переходит в непрерывную.

    Физики Фиала Шанахан (Phiala Shanahan) и Уильям Детмолд (William Detmold) оценили с помощью решеточной КХД вклады кварков и глюонов в распределение давлений и касательных напряжений внутри протона. Впрочем, на этот раз ученые ничего не считали на решетке — вместо этого они использовали данные предыдущих работ, в которых вычисляли вклады кварков и глюонов в обобщенные форм-факторы протона, а затем восстановили с их помощью искомые распределения.

    Стоит отметить, что обобщенные форм-факторы для u- и d-кварков с «физически осмысленными» массами порядка нескольких мегаэлектронвольт, из которых состоит настоящий протон, до сих в рамках решеточной КХД не вычислялись. Вместо этого ученые, как правило, рассматривают кварки с гораздо большими массами, чтобы упростить расчеты. Тем не менее, в диапазоне масс от 0,21 до 1,0 гигаэлектронвольт форм-факторы слабо зависят от массы кварков — следовательно, ошибками, которые возникают при замене «физических» кварков тяжелыми кварками, можно пренебречь (систематические погрешности, связанные с особенностями решеточной КХД как таковой, гораздо больше). В частности, в этой статье Шанахан и Детмолд полагались на расчеты с массами кварков около 0,45 гигаэлектронвольт. Форм-факторы глюонного конденсата ученые находили в предположении такой же массы кварков. Эти расчеты физики опубликовали в отдельной статье.

    Чтобы извлечь из форм-факторов данные о распределении давлений и касательных напряжений внутри протона, исследователи приближали их некоторой функцией и находили ее Фурье-образ. В качестве таких функций ученые использовали трехполюсный анзац (treepole form) или модифицированное разложение по степеням малой величины z (кратко про это разложение можно прочитать в презентации Габриэля Ли). С одной стороны, асимптотическое поведение трехполюсного анзаца согласуется с правилами отбора по спиральности, а потому этот вид функций является естественным. С другой стороны, расчеты с его использованием сильно зависят от конкретной формы функции, а потому оценить их погрешность сложно. В то же время, модифицированное разложение по степеням z позволяет более корректно оценить погрешность, хотя и поставляет менее точные результаты.

    Как и ожидалось, глюонный конденсат заметно искажает распределение напряжений внутри протона. Во-первых, глюонный вклад в форм-фактор, ответственный за давление и касательные напряжения, почти в два раза больше вклада кварков (на энергии два гигаэлектронвольта). Во-вторых, глюоны сдвигают распределения в сторону бо́льших радиусов, тем самым увеличивая механический радиус протона. В зависимости от модели, физики получили среднее значение r ~ 0,51÷0,57 фемтометров, которое согласуется с экспериментом. Наконец, рассчитанное теоретически давление было примерно в два-три раза меньше оценки, полученной на основании эксперимента, хотя и укладывалось в погрешности. Авторы надеются, что их расчеты помогут поставить более точный эксперимент по измерению давления внутри протона, аналогичный эксперименту исследователей из Лаборатории Джефферсона.

    В ноябре 2018 года физики из США и Китая впервые рассчитали состав массы протона в рамках решеточной КХД. Оказалось, что кварковый конденсат обеспечивает около 9 процентов массы протона, кинетическая энергия кварков — 32 процента, напряженность глюонного поля — 36 процентов, а аномальный вклад — оставшиеся 23 процента. Расчеты ученые выполнили на суперкомпьютере «Титан» производительностью 27 петафлопс. А на прошлой неделе группа CLAS подтвердила связь между эффектом EMC и образованием скоррелированных пар нуклонов внутри атомного ядра. Таким образом, физики показали, что большую часть времени кварк-глюонная структура нуклонов ядра совпадает со структурой свободных нуклонов.

    По информации https://nplus1.ru/news/2019/02/27/LQCD-pressure

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

28.02.2019
15:04

OSIRIS-REx показал поверхность астероида Бенну крупным планом

28.02.2019
15:01

Девятая планета Солнечной системы оказалась суперземлей

28.02.2019
14:57

Найден способ предотвратить глобальную катастрофу

28.02.2019
14:48

Пролетевшему мимо Земли «инопланетному зонду» нашли новые объяснения

27.02.2019
21:47

Очередной 300-й вечер "Русского переплета" состоится 1 марта

27.02.2019
20:06

Установлен новый рекорд лазерно-плазменного ускорения электронов

27.02.2019
17:15

На Камчатке скоро может начаться извержение вулкана, заявил ученый

27.02.2019
17:03

Жертвы потепления. Ученые выяснили, почему ранняя весна — это плохо

27.02.2019
16:43

Астрономы нашли одинокую «анемичную» галактику

27.02.2019
15:13

У звезды с «инопланетными мегаструктурами» зафиксировали аномальные сигналы

27.02.2019
15:04

"Туго иным с Тугариновым" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

26.02.2019
20:50

Компания Virgin Galactic "свозила" в космос своего первого пассажира

26.02.2019
17:45

"Роль ментальности в реальной политике." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

26.02.2019
16:43

Переход на ВИЭ уже сокращает выбросы CO2

<< 111|112|113|114|115|116|117|118|119|120 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList