Masa Ziemi - potwierdzona przez europejskich naukowców :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Najnowszy numer czasopisma "Science in School"

10 najważniejszych odkryć naukowych roku 2009 według "Science"

Wykład "Masy czarnych dziur" w warszawskim CAMK PAN

"Najszybsze obiekty we Wszechświecie" - wykład w warszawskim CAMK

Niebieska Karta - wyjaśnienie terminu; procedura "Niebieskie Karty"

Rusza II edycja "Pierwszy krok we własny biznes"

Finansowane ze środków unijnych badania, przeprowadzone przez zespół fizyków niemieckich, francuskich i węgierskich, wykazały w sposób rozstrzygający, że model standardowy w fizyce cząstek elementarnych - teoria opisująca podstawowe interakcje pomiędzy cząstkami elementarnymi, z których składa się wszelka widzialna materia we wszechświecie - w sposób dokładny odzwierciedla masę protonów i neutronów.

Wyniki opublikowane w elektronicznej wersji czasopisma Science, są efektem największego dotąd przedsięwzięcia komputerowego w obliczeniach masy cząsteczek i stanowią ważny krok naprzód w dziedzinie fizyki.

W artykule czytamy: "Ponad 99% masy widzialnej we wszechświecie składa się z protonów i neutronów". "Obie te cząsteczki są znacznie cięższe niż kwarki i gluony, a model standardowy fizyki cząstek elementarnych powinien wyjaśnić tę różnicę."

Dr Andreas S. Kronfeld z Fermi National Accelerator Laboratory w USA wyjaśnia, że ponieważ jądra atomów tworzą niemal całą masę świata i jako że składają się z cząstek zwanych kwarkami i gluonami, "fizycy od dawna byli przekonani, że masa jądra bierze się ze złożonego sposobu, w jaki gluony łączą kwarki pomiędzy sobą, zgodnie z prawami chromodynamiki kwantowej (QCD)".

Fizycy wrócili do źródeł i przyjrzeli się podstawom, po czym ustalili prawa natury patrząc przez filtr QCD. QCD to teoria wykorzystywana do opisywania oddziaływań silnych albo interakcji pomiędzy kwarkami a gluonami. Ponieważ jednak liczbę oddziaływań i wirtualnych oddziaływań pomiędzy gluonami a kwarkami szacuje się w trylionach, obliczenia są niezmiernie trudne (lub wręcz niemożliwe), jeśli stosuje się standardową QCD.

Naukowcy wykorzystali nowe podejście, zwane siatkową QCD, w którym czas i przestrzeń układa się w swego rodzaju siatkę albo kratkę. Podejście to pozwoliło im uwzględnić całą potrzebną fizykę, kontrolować przybliżenia liczbowe i wyliczyć błąd w swoich kalkulacjach mas hadronów (tj. protonów, neutronów i pionów).

"Siatka redukuje wszystko, co chcemy obliczyć do całek, które zasadniczo można analizować matematycznie na komputerze" - wyjaśnia dr Kronfeld. Dzięki temu, autorom badania udało się po raz pierwszy ująć w swoich obliczeniach pary kwark-antykwark, jeden z najtrudniejszych problemów do pokonania w badaniu silnych oddziaływań.

Według dr Kronfelda, obliczenia fizyków pokazują, że "nawet jeśli masa kwarka zniknie, to masa jądra nie zmieni się zbytnio - zjawisko zwane czasami masą bez masy".

"Ponieważ te precyzyjne obliczenia są zgodne z pomiarami laboratoryjnymi, wiemy, a nie tylko wierzymy, że źródłem masy materii jest QCD" - konkludują autorzy. Wyniki te potwierdzają, że model standardowy prawidłowo opisuje pochodzenie masy hadronów. Ponieważ z cząstek tych zbudowany jest cały widzialny wszechświat, można powiedzieć, że model standardowy pozwala precyzyjnie oszacować masę Słońca, Ziemi i wszystkiego co się na niej znajduje.

Najważniejszym wnioskiem z badań jest stwierdzenie, że analiza z użyciem siatkowej QCD "osiągnęła etap, na którym systematyczne błędy można w pełni kontrolować". Fizycy sugerują, że siatkowa QCD "odegra decydującą rolę w odkryciu nowych zależności fizycznych w procesach,
które przeplatają się z efektami QCD".

Sposób, w jaki natura generuje masę kwarków jest jednym z tematów znajdujących się w centrum zainteresowania fizyków pracujących na Wielkim Zderzaczu Hadronów.

Więcej informacji:

Science

CORDIS
url: http://cordis.europa.eu/f...SION=&RCN=30133
Źródło danych: Science
Referencje dokumentu: Durr S., et al. (2008). Ab Initio Determination of Light Hadron Masses. Science. Publikacja internetowa z dnia 20 listopada; DOI: 10.1126/science.1163233.

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Masa Jowisza jednostka masy równa masie Jowisza (1,8986 × 1027 kg, 317,83 mas Ziemi; 1 masa Ziemi wynosi 0,00315 mas Jowisza). Jednostka ta jest używana do mierzenia mas gazowych olbrzymów, a najczęściej planet pozasłonecznych. Symbol masy Jowisza to MJ. pełny tekst

Superziemia (ang. Super-Earth) skalista planeta pozasłoneczna o masie większej od masy Ziemi. W zależności od definicji, masa tego typu planety może wahać się od 1 do 10[1], lub 5 do 10[2] mas Ziemi. Oznaczenie "superziemia" nie oznacza, że na powierzchni planety panują warunki zbliżone do ziemskich, definicja dotyczy tylko typu planety (skalista) i masy (większej od masy Ziemi). pełny tekst

Gluon to bezmasowa cząstka elementarna pośrednicząca w oddziaływaniach silnych. Gluon jest nośnikiem oddziaływań silnych, co oznacza że oddziaływania te polegają na wymianie gluonów między kwarkami lub między innymi gluonami. Gluon przenosi ładunek kolorowy. Gluony są kwantami pola Yanga-Millsa. Gluony nie mają ładunku elektrycznego. pełny tekst

Dopuszczalna ładowność według kodeksu drogowego jest to największa masa ładunku i osób, jaką może przewozić pojazd. Stanowi ona różnicę dopuszczalnej masy całkowitej i masy własnej pojazdu. pełny tekst

Masa Ziemi (M) jest pozaukładową jednostką masy stosowaną w astronomii, głównie Układu Słonecznego. Jej wartość równa jest rzeczywistej masie Ziemi pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".