¿Cuáles son los quarks superiores e inferiores de los quarks extraños?

Quark (inglés: Quark) Japonés: クォーク Coreano: ? Griego: quark Hebreo: quark Ruso: кварковые Tailandés: Árabe: ? Introducción (Un protón y un antiprotón chocan a alta energía para producir un par de quarks casi libres). En 1964, los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y G. Zweig propusieron de forma independiente que los hadrones como los neutrones y los protones están compuestos de unidades más básicas como como quarks. Tienen una carga fraccionaria, que es 2/3 veces o -1/3 veces la carga fundamental, y su espín es 1/2.

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La palabra quark fue tomada por Gell-Mann de la novela de James Joyce "Finnegan's Night Rite". la frase a una etiqueta de colección". Esto significa que hay tres quarks en un protón. Además, el quark tiene muchos significados en este libro, uno de los cuales es el sonido de las aves marinas. Pensó que esto encajaba con su extraña idea original de que "las partículas elementales no son elementales y las cargas elementales no son números enteros", y también señaló que era sólo una broma, una forma de resistir el lenguaje pretencioso de la ciencia. También, probablemente por su amor por los pájaros.

Edite esta definición de quark

Todos los neutrones están compuestos por tres quarks y los antineutrones están compuestos por tres antiquarks correspondientes, como los protones y los neutrones. Los protones están formados por dos quarks arriba y un quark abajo, y los neutrones están formados por dos quarks abajo y un quark arriba.

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Carga

¿El valor de carga de un quark es una carga fundamental fraccionaria? 1? triple o 2? Tres veces, según el gusto. La carga del quark up, el quark charm y el quark top (estos tres se denominan "quarks up") es 2·3, mientras que la carga del quark down, el quark extraño y el quark bottom (estos tres se denominan "quarks down") ¿es? 1?3. Los antiquarks tienen la responsabilidad opuesta a sus correspondientes quarks; ¿cuánto cuesta asistir al Antiquark Park? 2?3, mientras que la carga por el antiquark plumón es 1?3. Dado que la carga de un hadrón es la suma de las cargas de los quarks que lo componen, todas las cargas de un hadrón son números enteros: tres quarks (bariones), tres antiquarks (antibariones) o un quark y un antiquark (mesones). los valores de carga agregados son todos números enteros. Por ejemplo, las cargas de los hadrones, neutrones y protones que forman el núcleo atómico son 0 y 1 respectivamente; los neutrones están compuestos por dos quarks down y un quark up, mientras que los protones están compuestos por dos quarks up y un quark down.

Giro

El giro es una característica inherente de las partículas elementales, y su dirección es un grado de libertad importante. Al visualizarlo, a veces se lo ve como un objeto que gira a lo largo de su propio eje central (por eso se le llama "giro"), pero los científicos creen que una partícula elemental debería ser una partícula puntual, por lo que esta visión es un poco engañosa. ¿Se puede representar el espín mediante un vector y la longitud reducida mediante la constante de Planck? para medir. Al medir un quark, mida el componente vectorial del espín en cualquier eje. ¿Cuál es el resultado? /2 todavía? /2; entonces el quark es una partícula de espín 1?2. Generalmente, ¿la flecha ↑ 1 se usa para representar el componente de rotación a lo largo de un eje (convenido en ser el eje Z)? 2. ¿La flecha hacia abajo ↑ representa? 1?2, luego agrega el símbolo de sabor al final. Por ejemplo, un quark up con espín 1?2 se puede escribir como u ↑.

Interacción débil

Los quarks pueden cambiar de un sabor a otro sólo a través de la interacción débil, una de las cuatro interacciones básicas en la física de partículas. Cualquier quark de tipo arriba (arriba, encantador y superior) puede convertirse en un quark de tipo abajo (abajo, extraño y abajo) al absorber o liberar un bosón W, y viceversa. Este mecanismo de olor es responsable del proceso de radiación de desintegración beta, en el que un neutrón (n) se "divide" en un protón (p), un electrón (e) y un neutrino antielectrónico (νe) (ver imagen de la derecha). ). Cuando se produce la desintegración beta, el quark descendente del neutrón (udd) se desintegra en un quark ascendente después de liberar un bosón W virtual, y el neutrón se convierte en un protón (uud). Luego, el bosón W se desintegra en un electrón y un neutrino antielectrónico.

N → p e- νe (desintegración β, marcada por bariones)

Udd → uud e- νe (desintegración β, marcada por quarks)

La desintegración β y su proceso inverso "inverso El proceso β “tiene aplicaciones rutinarias en medicina, como la tomografía computarizada por emisión de positrones. Ambos procesos también tienen aplicaciones en experimentos de alta energía, como la detección de neutrinos.

La imagen muestra la fuerza de la interacción débil entre seis quarks. La "profundidad" de la línea está determinada por los elementos de la matriz CKM. Aunque todos los quarks pasan por el mismo proceso de cambio de sabor, cada quark tiende a convertirse en otro quark de su propia generación. Esta tendencia relativa de todos los cambios de sabor se describe mediante una tabla matemática llamada matriz Carbibo-Kobayashi-Ikawa (matriz CKM). El tamaño aproximado de todos los valores en la matriz CKM es el siguiente:

donde Vij representa la posibilidad de que un quark de sabor I se convierta en un quark de sabor J (y viceversa). Los leptones (las partículas a la derecha del bosón W en desintegración beta en la figura anterior) también tienen una matriz de interacción débil equivalente llamada matriz Pontikov-Mu-Nakagawa-Sakata (matriz PMNS). La matriz PMNS y la matriz CKM juntas pueden describir todos los cambios de sabor, pero la relación entre ellas no está clara.

Fuerte interacción y carga de color

Los quarks tienen una propiedad llamada "carga de color". Hay tres tipos de cargas de colores * * *, que pueden etiquetarse como azul, verde o rojo a voluntad. Cada carga de color tiene una carga anticolor correspondiente: antiazul, antiverde, antirojo. Cada quark tiene un color y cada antiquark tiene el color opuesto. El sistema responsable de la atracción y repulsión entre quarks, que es responsable de las diversas combinaciones de los tres colores, se llama interacción fuerte y es llevado por un tipo de bosón de calibre llamado gluón que se analiza en detalle a continuación; La teoría que describe las interacciones fuertes se llama cromodinámica cuántica (QCD). Un quark con una determinada carga de color puede formar un sistema unido con un antiquark con una carga anticolor correspondiente; también se pueden unir tres (anti)quarks con diferentes cargas (anti)color, uno para cada uno de los tres colores. Dos quarks atraídos mutuamente lograrán la neutralidad del color: ¿un quark tiene una carga de color ξ y el otro tiene una carga de color? El antiquark de ξ tiene una carga de color cero (o color "blanco") después de combinarse y se convierte en un mesón. Al igual que la superposición óptica básica de colores, la combinación de tres quarks con diferentes cargas de color o tres antiquarks de este tipo dará como resultado la misma carga de color "blanca", convirtiéndose en un barión o antiquark. En la física de partículas moderna, lo que vincula las interacciones de las partículas es un grupo de simetría espacial llamado simetría de calibre (ver teoría de campos de calibre). La carga de color SU(3) (generalmente denominada SU(3)c) es la simetría de calibre de la carga de color del quark y es la simetría definitoria de la cromodinámica cuántica. Las leyes de la física no están restringidas por las direcciones del espacio (como X, Y, Z). Incluso si el eje de coordenadas se gira en una nueva dirección, la ley no cambia, y lo mismo ocurre con la física cromodinámica cuántica, que no se ve afectada por el espacio de color tridimensional, es decir, el azul, el rojo y el verde. instrucciones. El cambio de color de SU(3)c corresponde a la "rotación" del espacio de color (matemáticamente el espacio de color es un espacio complejo). Para cada tipo de quark F, hay tres subcategorías fB, fG y fR, correspondientes a los tres colores de quark azul, verde y rojo respectivamente, formando un estado triplete: un campo cuántico de tres componentes, y la transformación sigue el patrón básico. expresión de la fórmula Su (3) C, en este momento SU (3) c debe ser local. En otras palabras, este requisito es permitir que las transformaciones dependan del espacio y el tiempo. Entonces, esta apariencia local determina la naturaleza de la interacción fuerte, especialmente los ocho tipos de gluones que transportan la fuerza.

Masa

Cuando se trata de masa de quark, se necesitan dos palabras: una es "masa neta de quark", que es la masa del quark en sí, la otra es "quark de grupo"; masa", que es la masa neta de un quark más la masa del campo de gluones que lo rodea. Los valores de estas dos masas son generalmente muy diferentes. La mayor parte de la masa de un hadrón pertenece a los gluones que unen los quarks, más que a los quarks mismos. Aunque los gluones tienen masa intrínseca cero, tienen energía (más precisamente, la energía de enlace cromodinámica cuántica (QCBE)) que da a los hadrones una masa tan masiva (ver Masa en Relatividad Especial). Por ejemplo, la masa de un protón es de aproximadamente 938 MeV/C2, de los cuales sólo aproximadamente 11 MeV/C2 son quarks trivalentes; la mayor parte de la masa restante puede atribuirse al QCBE de los gluones;

El modelo estándar supone que todas las partículas elementales obtienen su masa del mecanismo de Higgs, que está relacionado con el bosón de Higgs aún por descubrir. El quark top es muy masivo. Un quark top es casi tan pesado como un núcleo de oro (~171 GeV/c2). Al estudiar por qué los quarks top tienen tanta masa, los físicos esperan descubrir más sobre el origen de la masa de los quarks y otras partículas elementales.

Lista de propiedades

La siguiente tabla resume las propiedades clave de los seis quarks. Cada tipo de quark tiene su propio conjunto de números cuánticos de tipo (isospin (I3), número charm (c), número(s) impar(es), número superior (t), número base (B'), que representa el sistema de quarks y hadrones. propiedades Debido a que los bariones están compuestos de tres quarks, el número bariónico (b) de todos los quarks es 1/3, la carga (Q) y otros números cuánticos de sabor (B, I3, C, S, T y B'). ) son todos de signo diferente a los quarks. La masa y el momento angular total (j; igual al giro de una partícula puntual) no cambian de signo debido a que los quarks se dividen en tres generaciones según sus propiedades, como se muestra a continuación. La tabla muestra: las propiedades, el nombre, el símbolo, la masa (MeV/C) del sabor del quark, JB Q I 3 C S T B 'antipartícula, símbolo de antipartícula

Primera generación

U 1,7 a 3,3 0. 2 1?3 2?3 1?200.000 u inverso

caída d 4,1 a 5,8 1?2 1?3 ?1?3 ?1?200000 d inverso

Segunda generación

C 1, 270 70? 90 1? 2 1? 3 2? 1?3 0 0 ?1 0 0 número impar inverso s

Tercera generación

Configuración superior t 172000 900 1,300 1?2 1?3 2? -top t

B 4,190 180?60 1?2 1?3 -1?3 0 0 0 0 ?1 Anti-inferior b

J = momento angular total, B = número bariónico, Q = carga, I3 = isospin, C = número de encanto, S = número impar, T = número superior, B' = número inferior *Por ejemplo, 4, 190 180. Tomando el quark superior como ejemplo, el primer tipo de incertidumbre es de naturaleza aleatoria y el segundo tipo es sistemático. Nota: Cada quark tiene tres versiones: rojo, verde y azul, pero solo la tabla anterior. Las propiedades enumeradas, las tres versiones son las mismas, por lo que no aparecen en la lista.

Edite este párrafo para descubrir la investigación

Excepto que el quark superior fue descubierto a través de experimentos. Ding Zhaozhong descubrió el diagrama de quarks tricolor del quark charm (también conocido como partícula J) y ganó el Premio Nobel de Física. Esta ha sido una dirección importante para los físicos de partículas de alta energía en la última década. ). En cuanto al sexto "quark superior", descubierto recientemente en 1994, se cree que es el último. Su descubrimiento permite a los científicos obtener una imagen completa de los quarks, lo que ayuda a estudiar el universo cuando tenía menos de un año. al comienzo del big bang cómo evoluciona en segundos, a medida que el intenso calor generado al comienzo del big bang crea partículas de quarks superiores. Las investigaciones sugieren que algunas estrellas pueden convertirse en "quarks" al final de su evolución, cuando se forman. las estrellas no pueden resistir su gravedad. El aumento masivo de densidad finalmente se exprime, y una estrella del tamaño del Sol puede reducirse a sólo siete u ocho kilómetros, pero seguirá brillando. La teoría de los quarks sostiene que los quarks están atrapados dentro de partículas y que no existe un solo quark. Algunos objetan que los quarks realmente no existen. Sin embargo, casi todas las predicciones hechas por la teoría de los quarks concuerdan bien con las mediciones experimentales, por lo que la mayoría de los investigadores creen que la teoría de los quarks es correcta. En 1997, el físico ruso Dia Konov y otros predijeron la existencia de una partícula compuesta por cinco quarks con una masa 50 veces mayor que la de un átomo de hidrógeno. En 2001, los físicos japoneses utilizaron el acelerador SP Ring-8 para demostrar la existencia de. Se encontraron partículas de pentaquark cuando un trozo de plástico fue bombardeado con rayos gamma.

Posteriormente fue confirmado por físicos del Laboratorio Nacional del Acelerador Thomas J. Jeperson y del Instituto de Física Teórica y Experimental de Moscú. La partícula de pentaquark está compuesta por dos quarks arriba, dos quarks abajo y un quark antiextraño, y no viola el modelo estándar de física de partículas. Esta es la primera vez que se descubre una partícula formada por más de tres quarks. Los investigadores creen que esta partícula puede ser sólo el primer miembro descubierto de una familia de partículas "pentaquark", y también puede haber partículas compuestas por cuatro o seis quarks. Uno tras otro, nueve grupos experimentales afirmaron haber encontrado evidencia de pentaquarks. Pero entre otros grupos experimentales de alta energía y sus datos, incluido el uso de colisionadores de leptones, como el experimento Zeus de DESY en Alemania, Belle de KEK en Japón y BaBar de SLAC en Estados Unidos, así como CDF y D ? En los experimentos, no se observó evidencia de que debería existir. Por tanto, la existencia de las llamadas partículas de pentaquark sigue siendo un tema controvertido. Al mismo tiempo, Chun 8 también planea mejorar aún más la eficiencia, hacer que la radiación sea 10 veces más fuerte que la actual y obtener más datos experimentales para confirmación estadística. Actualmente, los seres humanos sólo hacen suposiciones audaces y verificaciones científicas. Los quarks son una posible hipótesis para explicar algunos fenómenos que actualmente son inexplicables para los humanos, pero los humanos nunca han encontrado evidencia directa de los quarks. Quark

1996 65438 El 2 de febrero, Science and Technology Daily publicó el artículo del profesor Cui Junda "La teoría del espacio-tiempo compuesto no es una ciencia patológica". Cui señaló además en el artículo: "La existencia de quarks no está universalmente reconocida en física. El desacuerdo se remonta a la década de 1970. El físico chino Zhu Hongyuan, el premio Nobel de Heidelberg y el fundador de la mecánica cuántica, creo que muchos Los físicos de todo el mundo han dedicado tanto esfuerzo a buscar quarks que deberían haber sido descubiertos hace mucho tiempo. Ciertamente es un error que este científico niegue los quarks, al igual que la frase "Si los quarks son reales, existen y deberían haber sido". "descubierto hace mucho tiempo" es obviamente una falacia, lo que equivale a decir "si el cáncer realmente existiera, debería haberse curado hace mucho tiempo". En resumen, la ciencia no puede ser nada falso y emocional. Quark no puede probar directamente su existencia no puede probar ( incluso indirectamente) que no existe.

Editar este proceso de descubrimiento

A finales del siglo XIX, Marie Curie abrió la puerta al átomo, demostrando que los átomos. No son las partículas más pequeñas de la materia. Pronto, los científicos descubrieron dos partículas subatómicas: los electrones y los protones. En 1932, James Chadwick descubrió el neutrón. Esta vez los científicos pensaron que lo habían descubierto. capaz de descomponer neutrones en protones y observar lo que producían las colisiones (Donald Glaser) inventó la "cámara de burbujas", que aceleraba las partículas subatómicas hasta casi la velocidad de la luz y luego las expulsaba de esta cámara de burbujas de baja presión llena de hidrógeno. Después de que estas partículas chocaron con protones (núcleos de hidrógeno), los protones se dividieron en un grupo de nuevas partículas extrañas. A medida que estas partículas se propagan desde el punto de colisión, dejan una pequeña burbuja que los científicos no pueden ver. , pero se pueden ver rastros de las burbujas (cada rastro) en la imagen de la cámara de burbujas. Todo mostró que la existencia transitoria de una partícula previamente desconocida era tan diversa y numerosa que los científicos estaban sorprendidos y desconcertados. las partículas subatómicas fueron Murray Gell-Man, nacido en Manhattan en 1929. Es un auténtico niño prodigio. A los 3 años supo calcular mentalmente la multiplicación de Gell-Mann, el padre de los grandes números; de 7 años, ganó el concurso de ortografía de un niño de 12 años; a la edad de 8 años, su inteligencia era comparable a la de la mayoría de los estudiantes universitarios. Sin embargo, en la escuela estaba aburrido, irritable. y sufrió un severo bloqueo como escritor. Aunque completó artículos e informes de proyectos de investigación con facilidad, se graduó con éxito en Yale después de graduarse de la universidad y trabajar en el MIT, la Universidad de Chicago (para Fermi) y la Universidad de Princeton (para Oppenheimer). , decidió centrarse en estudiar partículas extrañas en imágenes de cámaras de burbujas. Las imágenes de las cámaras de burbujas permiten a los científicos estimar el tamaño, la carga, la dirección y la velocidad de cada partícula, pero no su identidad.

En 1958, se habían utilizado casi 100 nombres para identificar y describir estas nuevas partículas detectadas. Murray Gell-Mann creía que sería posible comprender estas partículas si se aplicaran algunos conceptos básicos sobre la naturaleza. Empezó asumiendo que la naturaleza era simplemente simétrica. También supuso que, como toda la materia y las fuerzas de la naturaleza, estas partículas subatómicas se conservaban (es decir, la masa, la energía y la carga no se perdían en las colisiones, sino que se conservaban). Guiados por estas teorías, nuestra comprensión de la estructura de la materia ha llegado tan lejos.

Gell-Mann comenzó a clasificar y simplificar las reacciones durante la división de protones. Creó una nueva medida llamada "extrañeza". Introdujo el término de la física cuántica. Las singularidades pueden medir el estado cuántico de cada partícula. También postuló que existen singularidades en cada reacción. Gell-Mann descubrió que podía construir un modelo de reacción simple de división o síntesis de protones. Pero varios patrones no parecen seguir las leyes de conservación. Luego se dio cuenta de que si los protones y los neutrones no fueran materia sólida sino que estuvieran formados por tres partículas más pequeñas, entonces podría hacer que todas las reacciones de colisión siguieran leyes de conservación simples. Después de dos años de trabajo, Gell-Mann demostró que estas partículas más pequeñas deben existir en protones y neutrones. Lo llamó "k-works", luego abreviado como "KWOKS". Poco después, leyó la frase "tres quarks" en los escritos de James Joyce y cambió el nombre de la nueva partícula de quark. Jerome Friedman del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Henry Kendall y Richard Taylor del Centro del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC), por una serie de experimentos pioneros sobre la dispersión inelástica profunda de protones y neutrones por electrones realizados en Stanford de 1967 a 1973. El trabajo ganó el Premio Nobel de Física de 1990. Esto demuestra que por fin se ha reconocido científicamente la existencia de los quarks. Taylor, un canadiense, recibió su licenciatura en Ciencias en 1950, su maestría en 1952 y su doctorado en 1962. En 1968, se convirtió en profesor asociado en el Stanford Linear Accelerator Center. En 1970 fue ascendido a profesor. Friedman, estadounidense, obtuvo una licenciatura de la Universidad de Chicago en 1950, una maestría en 1953 y un doctorado en 1956. Llegó al MIT como profesor asociado en 1960 y fue ascendido a profesor en 1967. De 1983 a 1988 se desempeñó como jefe del Departamento de Física del instituto. Kendall, estadounidense, se licenció en el Amherst College en 1950, se doctoró en física en el Instituto Tecnológico de Massachusetts en 1954 y dos años después se convirtió en profesor asociado en la Universidad de Stanford. Fue profesor en el MIT desde 65438 hasta 0967. Los experimentos en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford son similares a los realizados por Rutherford para verificar modelos nucleares. Así como Rutherford predijo la existencia de núcleos en los átomos debido a su observación de la dispersión en gran ángulo de un gran número de partículas alfa, el Centro del Acelerador Lineal de Stanford fue dispersado por un gran número de electrones previamente insospechados. Se confirmó la presencia de componentes puntuales en la estructura nuclear, ahora conocidos como quarks. Gell-Mann predijo la existencia de quarks en 1964, y G. Zweig de Caltech también hizo esta predicción de forma independiente. Antes del experimento SLAC-MIT, nadie había podido idear un experimento dinámico convincente para demostrar la presencia de quarks en protones y neutrones. De hecho, los teóricos de la época no tenían idea del papel que desempeñaban los quarks en la teoría de los hadrones. Como dijo Jowers C. Jarlskog al presentar al laureado al rey de Suecia en la ceremonia del Premio Nobel: "La hipótesis de los quarks no era la única hipótesis en ese momento. Por ejemplo, existía un modelo llamado "democracia nuclear". Se argumentaba que ninguna partícula podría llamarse unidad básica, todas las partículas son igualmente básicas y se constituyen entre sí”. En 1962, Stanford comenzó a construir un gran acelerador lineal con una energía de 10 a 20 GeV. Después de una serie de mejoras, la energía pudo alcanzar los 50 GeV. Dos años más tarde, W. Panofsky, director del Stanford Linac, trabajó con él como director. Taylor fue uno de ellos y sirvió como líder de un grupo experimental. Pronto se unieron Friedman y Kendall. En ese momento eran profesores en el MIT.

Han estado realizando experimentos de dispersión de electrones en el Acelerador de Electrones de Cambridge de 5GeV, un ciclotrón con capacidad limitada. Pero Stanford tendrá un acelerador de 20 GeV que puede producir haces de radiación "absolutamente intensos", altas densidades de corriente y haces de radiación externos. A la colaboración también se unió un equipo del Instituto de Tecnología de California, cuyo trabajo principal es comparar la dispersión electrón-protón y la dispersión positrón-protón. Científicos del Stanford Linear Accelerator Center, MIT y Caltech formaron un gran equipo de investigación (este equipo se llamó Grupo A). Decidieron construir dos espectrómetros de energía, uno un espectrómetro receptor grande de 8 GeV y el otro un espectrómetro receptor pequeño de 20 GeV. La diferencia entre los espectrómetros de nuevo diseño y los anteriores es que utilizan una línea recta para enfocar un punto en dirección horizontal. Este nuevo diseño reemplaza el enfoque punto por punto del antiguo dispositivo, permitiendo que el ángulo de dispersión se extienda horizontalmente y el impulso se extienda verticalmente. La medición del impulso puede alcanzar 0,65438 ± 0 y la precisión del ángulo de dispersión puede alcanzar 0,3 miliradianes. La corriente principal de la física en ese momento creía que los protones no tenían una estructura puntual, por lo que esperaban que la sección transversal de dispersión disminuyera rápidamente a medida que aumentaba q2 (Q es el momento cuatridimensional transferido al núcleo). En otras palabras, esperaban poca dispersión de ángulo alto, pero los resultados experimentales fueron inesperadamente grandes. En sus experimentos, utilizaron varios supuestos teóricos para estimar la tasa de conteo, ninguno de los cuales incluía las partículas constituyentes. Uno de ellos utilizó funciones estructurales observadas en la dispersión elástica, pero los resultados experimentales diferían de los cálculos teóricos en uno o dos órdenes. Este es un descubrimiento sorprendente. La gente no sabe lo que esto significa. Nadie en el mundo (incluido el inventor de los quarks y toda la comunidad teórica) dijo de manera específica y precisa: "Busquen quarks, creo que están en el núcleo". En este caso, Bjorcken, un teórico del Centro del Acelerador Lineal de Stanford. , propuso la perspectiva de independencia de calibración. Mientras era estudiante de posgrado en Stanford, él y L. Hand completaron una investigación cinemática sobre la dispersión inelástica. Cuando Bjorcken regresó a Stanford en febrero de 1965, debido a la influencia del medio ambiente, naturalmente comenzó a estudiar electrónica nuevamente. Recordó que en una conferencia académica de Stanford en 1961, escuchó de boca de L. Schiff que la dispersión inelástica era el estudio de la carga instantánea en los protones. Esta teoría explica cómo la dispersión inelástica de los electrones da la distribución del momento de los neutrones y protones en el núcleo. En ese momento, Gell-Mann introdujo el álgebra de flujo en la teoría de campos, descartó algunos errores en la teoría de campos y retuvo la relación de reciprocidad del álgebra de flujo. Adler utilizó álgebra de flujo local para derivar la regla de suma para reacciones de neutrinos. Bjorcken pasó dos años estudiando la dispersión de electrones y neutrinos de alta energía utilizando álgebra de flujo, con el objetivo de calcular la integral de la función de estructura sobre la regla de suma global. y encuentre la forma y el tamaño de la función estructural. En términos generales, las funciones de estructura W1 y W2 son funciones de dos variables. Estas dos variables son el cuadrado de la transferencia de momento cuatridimensional q2 y la transferencia de energía V. Bjorcken cree que la función estructural W2 sólo depende de la relación adimensional de estas variables ω=2Mv/q2 (M representa la masa del protón), es decir es, vW2=F(ω), Esta es la independencia de la escala de Bjorcken. Utilizó muchos métodos paralelos, el más especulativo de los cuales fue la estructura de puntos. Las reglas de suma del álgebra de corrientes implican una estructura de puntos pero no necesariamente la requieren. Pero basándose en esta sugerencia y otros fuertes conceptos de interacción que hacen converger la regla de la suma, Bjorcken obtiene naturalmente la independencia de calibración de la función estructura. Después de que se propuso la independencia de la calibración, mucha gente no lo creyó. Como dijo Friedman: "Se plantearon estos puntos. No estamos del todo seguros. Era un hombre joven y pensamos que sus ideas eran asombrosas. No esperábamos ver una estructura de puntos, pero solo estaba diciendo muchas tonterías. " "A finales de 1967 y principios de 1968, comenzaron a acumularse datos experimentales sobre la dispersión inelástica profunda. Cuando Kendall le presentó a Bjorken un análisis de datos completamente nuevo, Bjorken sugirió usar la variable independiente de escala ω para analizar los datos. Basándose en los gráficos dibujados con el método antiguo, Kendall dijo, "los datos están dispersos, como las huellas de las patas de un pollo cubiertas con papel cuadriculado. Cuando los datos se procesan con el método de Bjorcken (vW2 vs), aparecen en un foco en un poderoso forma.

Recuerdo el sentimiento de Balmer cuando descubrió su relación empírica: las longitudes de onda del espectro del hidrógeno estaban ajustadas con absoluta precisión. "5040001010105 En la 14ª Conferencia Internacional sobre Física de Altas Energías, Friedman informó los primeros resultados. Panofsky, como líder de la conferencia, dudaba sobre la posibilidad de proponer una estructura de puntos centrales. El Grupo A comenzó desde 20GeV Después de recolectar los 6 y 10 Al dispersar datos con el espectrómetro de energía, comenzamos a usar el espectrómetro de energía de 8GeV para realizar dispersión de 18, 26 y 34. Con base en estos datos, encontramos que la segunda función de estructura W1 también es una función de una sola variable ω, lo que significa que. Independientemente de la escala de Bjorcken, todos estos resultados analíticos siguen siendo correctos hoy en día, e incluso con correcciones radiométricas más precisas, la diferencia en los resultados no supera los 65438 ± 0. A partir de 1970, los experimentadores realizaron experimentos de dispersión similares con neutrones. En sus experimentos, alternaron mediciones de hidrógeno (protones) y deuterio (neutrones) durante una hora para reducir los errores sistemáticos. Ya en 1968, R. Feynman, del Instituto de Tecnología de California, ya había pensado que los hadrones estaban formados por partículas más pequeñas. "partones". Cuando visitó el Centro del Acelerador Lineal de Stanford en agosto del mismo año, vio que los datos de dispersión inelástica no tenían nada que ver con la escala de Bjorken. Feynman creía que los partones estaban en el núcleo relativista de alta energía, es decir. , la función de estructura estaba relacionada con los partones. Esta es otra formulación de la idea de Björken que estimuló en gran medida el surgimiento de varias teorías nuevas ) y D. Gross concluyó que la relación R de W1. W2 está estrechamente relacionado con el giro de algunos protones, la necesidad de quarks del Stanford Linear Accelerator Center-MIT Hermann y, por lo tanto, se descartaron otras hipótesis. El análisis de los datos de neutrones mostró claramente que el rendimiento de neutrones era diferente del rendimiento de protones, lo que además. Rechazó otras suposiciones teóricas, un año después, y sugirió firmemente que los neutrinos se dispersaron en la cámara de cavitación pesada del CERN, ampliando los resultados experimentales del Stanford Linac para tener en cuenta la diferencia entre la interacción electromagnética entre los quarks y los eléctricos débiles. Interacción entre neutrinos, los datos del Stanford Linac son completamente consistentes con los datos posteriores del Stanford Linac: la dispersión inelástica profunda de muones, las colisiones electrón-positrón, las colisiones protón-antiprotón y los chorros de hadrones exhiben interacciones quark-quark. Se necesitaron varios años para demostrar firmemente la estructura de los quarks en los hadrones. Esto se debe principalmente a la contradicción entre la estructura puntual de los quarks y su fuerte confinamiento en los hadrones, la teoría de los quarks. Los experimentos del Premio Nobel demostraron que los protones también contienen estructuras eléctricamente neutras. Pronto se descubrió que en los protones y otras partículas, los gluones mantienen unidos a los quarks. Campos de calibre abelianos Esta teoría establece que si la interacción entre quarks es causada por gluones de calibre de color, entonces el acoplamiento entre quarks se debilita logarítmicamente en distancias cortas. Esta teoría (más tarde conocida como cromodinámica cuántica) podría explicar fácilmente todos los resultados experimentales. el Centro del Acelerador Lineal de Stanford. Además, lo opuesto a la libertad asintótica y el aumento de la fuerza de los acoplamientos a larga distancia (llamado esclavitud infrarroja) explican el mecanismo del confinamiento de los quarks. Gell-Mann, el padre de los quarks, dijo en la 16ª Conferencia Internacional sobre Física de Altas Energías en 1972: "Teóricamente, no es necesario que los quarks sean verdaderamente mensurables en el laboratorio, pero, al igual que los monopolos magnéticos, pueden existir en la imaginación". En resumen, el experimento de dispersión inelástica de electrones en el Stanford Linac muestra el comportamiento puntual de los quarks. Es la base experimental de la cromodinámica cuántica. En 1967, Weinberg y Salam obtuvieron de forma independiente la teoría del calibre unificado de la electricidad débil. En 1970, para introducir la interacción débil de quarks en este modelo, Glashow et al mejoraron el método utilizado en la interacción débil clásica de cuatro Fermi introducida por Kabiber e introdujeron los quarks charm. 1974 demostró la necesidad de introducir quarks de tercera generación.

En 1973, los físicos japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa introdujeron los quarks de tercera generación para explicar la destrucción de la inversión del tiempo en interacciones débiles, lo que fue confirmado experimentalmente y ganó el Premio Nobel de Física en 2007.