Внутри нейтронов обнаружили периодические колебания неизвестной природы

14.11.2021

Ученые, работающие с китайским ускорителем частиц BEC-II, обнаружили свидетельства того, что внутри нейтронов существуют периодические колебания неизвестной природы.

Змеры показали, что электромагнитная структура нейтрона меняется периодическим образом. Нечто похожее ранее было зафиксировано и для протонов. Последующие эксперименты и теоретические расчеты помогут нам понять, как возникают эти колебания и какую роль они играют в структуре нуклонов.

Почти все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. В протонах, нейтронах и других "тяжелых" частицах-барионах кварка три. Их меньшие "собратья" - мезоны - состоят из двух подобных компонентов, один из которых является антикварком, базовой составляющей антиматерии.

Ученые давно пытаются понять, как распределены кварки внутри протонов, нейтронов и прочих частиц, а также изучить, как они взаимодействуют друг с другом и с "морем" виртуальных кварков, непрерывно возникающих и исчезающих в любой точке пространства. Все эти взаимодействия, как предполагают ученые, влияют на структуру частиц, их размеры, массу и другие свойства, результаты замеров которых иногда не совпадают с теоретическими предсказаниями.

Физики под руководством профессора Института физики высоких энергий (Китай) Юаня Чанчжэна открыли необычное свойство нейтронов в ходе исследования их структуры на ускорителе частиц BEC-II. Ученые сталкивали пучки электронов и позитронов и наблюдали за формированием пар нейтронов и антинейтронов, периодических возникающих в результате взаимодействия частиц материи и антиматерии. Скорость, энергия и направление движения порожденных ими нейтронов и антинейтронов зависят от их внутреннего устройства, чем воспользовались физики для сверхточных замеров распределения кварков внутри этих частиц.

Исследователи вели наблюдения за столкновениями электронов и позитронов на протяжении нескольких лет, что позволило им повысить точность замеров структуры нейтронов примерно в 60 раз по сравнению с прошлыми экспериментами. Улучшение качества данных раскрыло любопытный феномен, с которым физики уже сталкивались несколько лет назад при изучении структуры протонов.

Еще в 2013 году ученые, работающие с установкой BaBar, открыли свидетельства того, что внутри протонов существуют некие колебания, влияющие на характер распределения заряда внутри него. Точная природа этого феномена до сих пор остается загадкой для физиков, так как существование этих колебаний не предсказывается ни одной теорией, описывающей взаимодействия кварков.

Нечто похожее, как выяснили Юань Чанчжэн и его коллеги, происходит и внутри нейтронов, причем колебания внутри них оказались противоположными по фазе по сравнению с их аналогом внутри протонов. Как надеются ученые, последующие опыты на BES-II и других ускорителях частиц помогут раскрыть природу этих колебаний и понять, какую роль они могут играть в поведении нейтронов и протонов.

<< Назад: Беспроводной фен на солнечной энергии 15.11.2021

>> Вперед: Неразрушимое композитное стекло для смартфонов и телевизоров 14.11.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Созданы живые синтетические клетки 24.09.2022 Исследователи из Бристольского университета в Великобритании сделали большой шаг вперед в области синтетической биологии. Ученые разработали систему, которая выполняет несколько ключевых функций живой клетки, включая генерирование энергии и экспрессию генов. Ученые ранее сосредоточились на том, чтобы заставить искусственные клетки выполнять одну функцию, такую как экспрессия генов, катализ ферментов или активность рибозимов. Если ученые раскроют секрет индивидуального создания и программирования искусственных клеток, способных более точно имитировать жизнь, то это может открыть множество возможностей во всем, от производства до медицины. В то время как одни инженеры сосредотачиваются на перепроектировании самих клеток, другие ищут способы сократить существующие ячейки до фрагментов, которые затем можно реконструировать во что-то относительно новое. Чтобы выполнить этот последний подвиг биоинженерии "снизу вверх", исследователи использовали две бактериальные колонии - Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa. Эти две бактерии были смешаны с пустыми микрокаплями в вязкой жидкости. Одна популяция была захвачена внутри капель, а другая - на поверхности капель. Затем ученые вскрыли мембраны бактерий, погрузив колонии в лизоцим (фермент) и мелиттин (полипептид, получаемый из пчелиного яда). Бактерии выплеснули свое содержимое, которое было захвачено каплями для создания покрытых мембраной протоклеток. Ученые продемонстрировали, что клетки способны к сложной обработке, такой как производство молекулы хранения энергии АТФ посредством гликолиза, а также транскрипция и трансляция генов. "Наш подход к сборке живого материала дает возможность создавать симбиотические живые/синтетические клеточные конструкции снизу вверх. Например, с помощью сконструированных бактерий можно будет производить сложные модули для разработки в диагностических и терапевтических областях синтетической биологии, а также в биопроизводстве и биотехнологии в целом", - отметил первый автор, химик Цань Сюй. В будущем этот вид технологии синтетических клеток можно будет использовать для улучшения производства этанола для биотоплива и пищевой промышленности. Кроме этого, такие искусственные клетки можно запрограммировать на фотосинтез, как пурпурные бактерии, или на выработку энергии из химических веществ, как это делают сульфатредуцирующие бактерии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026