โดย Rafi Letzter เผยแพร่เมื่อ 25 กุมภาพันธ์ 2019เว็บตรงนี่คือความจริงลึกลับที่นักวิทยาศาสตร์รู้มาตั้งแต่ปี 1983: โปรตอนและนิวตรอนทําหน้าที่แตกต่างกันเมื่อพวกเขาอยู่ในอะตอมเทียบกับการลอยได้อย่างอิสระผ่านอวกาศ โดยเฉพาะอนุภาคย่อยที่ประกอบขึ้นเป็นโปรตอนและนิวตรอนที่เรียกว่าควาร์กชะลอตัวลงอย่างหนาแน่นเมื่อพวกเขาถูก จํากัด ไว้ที่นิวเคลียสในอะตอม
นักฟิสิกส์ไม่ชอบสิ่งนี้เพราะนิวตรอนเป็นนิวตรอนไม่ว่าพวกเขาจะอยู่ในอะตอมหรือไม่
และโปรตอนเป็นโปรตอน ทั้งโปรตอนและนิวตรอน (ซึ่งรวมกันเป็นประเภทของอนุภาคที่เรียกว่า “นิวเคลียส”) ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กสามอนุภาคที่เรียกว่าควาร์กซึ่งผูกติดกันด้วยแรงที่แข็งแกร่ง
”เมื่อคุณใส่ควาร์กลงในนิวเคลียสพวกเขาเริ่มเคลื่อนไหวช้าลงและนั่นแปลกมาก” นั่นแปลกเพราะปฏิสัมพันธ์ที่ทรงพลังระหว่างควาร์กส่วนใหญ่กําหนดความเร็วของพวกเขาในขณะที่กองกําลังที่ผูกนิวเคลียส (และยังทําหน้าที่ในควาร์กภายในนิวเคลียส) ควรจะอ่อนแอมากไก่เพิ่มและไม่มีแรงอื่นใดที่รู้จักกัน ที่จะปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของควาร์กในนิวเคลียสอย่างเข้มข้น แต่ผลกระทบยังคงอยู่: นักฟิสิกส์อนุภาคเรียกมันว่าผล EMC ซึ่งตั้งชื่อตามความร่วมมือของยุโรป Muon ซึ่งเป็นกลุ่มที่ค้นพบมัน และจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่ามันเกิดจากอะไร [ความลึกลับที่ยังไม่คลี่คลายที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์]อนุภาคสองอนุภาคในนิวเคลียสมักจะถูกดึงเข้าด้วยกันโดยแรงประมาณ 8 ล้านโวลต์อิเล็กตรอน (8 MeV) ซึ่งเป็นการวัดพลังงานในอนุภาค ควาร์กในโปรตอนหรือนิวตรอนถูกผูกไว้ด้วยกันประมาณ 1,000 เมโวลต์ ดังนั้นจึงไม่สมเหตุสมผลที่ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่รุนแรงของนิวเคลียสมีผลกระทบอย่างมากต่อปฏิสัมพันธ์ที่มีประสิทธิภาพภายในควาร์กไก่บอกกับ Live Science
”สิ่งที่เป็นแปดถัดจาก 1,000?”เขากล่าวว่า
แต่เอฟเฟกต์ EMC ดูไม่เหมือนการเขยิบเบา ๆ จากแรงภายนอก แม้ว่ามันจะแตกต่างจากนิวเคลียสประเภทหนึ่งไปอีกประเภทหนึ่ง”มันไม่เหมือนครึ่งเปอร์เซ็นต์ เอฟเฟกต์จะโผล่ออกมาจากข้อมูลเมื่อคุณมีความคิดสร้างสรรค์เพียงพอที่จะออกแบบการทดลองเพื่อค้นหา” Hen กล่าว
ขึ้นอยู่กับนิวเคลียสที่เกี่ยวข้องขนาดที่ชัดเจนของนิวเคลียส (ซึ่งเป็นหน้าที่ของความเร็วของพวกเขา) สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ตัวอย่างเช่นในนิวเคลียสทองคําโปรตอนและนิวตรอนมีขนาดเล็กกว่า 20 เปอร์เซ็นต์เมื่อพวกเขาลอยได้อย่างอิสระ
นักทฤษฎีคิดค้นแบบจําลองต่าง ๆ มากมายเพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่ Hen กล่าวว่า
”เพื่อนของฉันพูดติดตลกว่า EMC ยืนหยัดเพื่อ ‘Everyone’s Model is Cool’ เพราะทุกรุ่นดูเหมือนจะสามารถอธิบายได้”แต่เมื่อเวลาผ่านไปนักฟิสิกส์ได้ทําการทดลองมากขึ้นทดสอบแบบจําลองที่แตกต่างกันเหล่านั้นและหลังจากนั้นก็หายไป”ไม่มีใครสามารถอธิบายข้อมูลทั้งหมดได้และเราถูกทิ้งให้อยู่กับปริศนาขนาดใหญ่ ตอนนี้เรามีข้อมูลจํานวนมากการวัดว่าควาร์กเคลื่อนที่อย่างไรภายในนิวเคลียสที่แตกต่างกันทุกชนิดและเราไม่สามารถอธิบายได้ว่าเกิดอะไรขึ้น”
แทนที่จะพยายามอธิบายปริศนาทั้งหมดในครั้งเดียวไก่และเพื่อนร่วมงานของเขาตัดสินใจที่จะดูกรณีพิเศษเพียงกรณีเดียวของการโต้ตอบของนิวตรอนและโปรตอนภายใต้สถานการณ์ส่วนใหญ่โปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสจะไม่ทับซ้อนกันแทนที่จะเคารพขอบเขตของกันและกันแม้ว่าพวกเขาจะเป็นเพียงระบบของควาร์กที่ถูกผูกไว้ก็ตาม แต่บางครั้งนิวเคลียสก็เชื่อมโยงกันภายในนิวเคลียสที่มีอยู่และเริ่มที่จะสั้น ๆ ทับซ้อนกันทางร่างกายกับอีกคนหนึ่งกลายเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า “คู่ที่มีความสัมพันธ์กัน” ทุกเมื่อประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของนิวเคลียสในนิวเคลียสทับซ้อนกันด้วยวิธีนี้
เมื่อเกิดเหตุการณ์นั้นขึ้นพลังงานจํานวนมหาศาลจะไหลไปมาท่ามกลางควาร์กโดยพื้นฐานแล้วได้เปลี่ยนโครงสร้างและพฤติกรรมที่ผูกพันไว้ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากแรงที่แข็งแกร่ง ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 20 ก.พ. ใน ธรรมชาติของวารสาร (เปิดในแท็บใหม่)นักวิจัยแย้งว่าการไหลของพลังงานนี้บัญชีอย่างแม่นยําสําหรับผลกระทบ EMC [แบบจําลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค]ทีมทิ้งระเบิดนิวเคลียสหลายประเภทด้วยอิเล็กตรอน และพบความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างคู่นิวเคลียสเหล่านี้และผลกระทบ EMC
ข้อมูลของพวกเขาแนะนําอย่างยิ่งว่าไก่กล่าวว่าควาร์กในนิวเคลียสส่วนใหญ่จะไม่เปลี่ยนแปลงเลยเมื่อพวกเขาเข้าสู่นิวเคลียส แต่ไม่กี่คนที่เกี่ยวข้องกับคู่นิวเคลียสเปลี่ยนพฤติกรรมของพวกเขาอย่างมากจนพวกเขาบิดเบือนผลเฉลี่ยในการทดลองใด ๆ ควาร์กจํานวนมากที่บรรจุอยู่ในพื้นที่ขนาดเล็กเช่นนี้ทําให้เกิดผลกระทบแรงอย่างมาก ผลกระทบ EMC เป็นผลมาจากความผิดปกติเพียงเล็กน้อยแทนที่จะเปลี่ยนพฤติกรรมของโปรตอนและนิวตรอนทั้งหมดเว็บตรง
