Cum studiază savanţii cele mai mici particule cunoscute: quarcii şi gluonii

Una dintre cele mai mari provocări teoretice ale fizicienilor moderni este înţelegerea modului în care cele mai mici particule elementare cunoscute dau naştere majorităţii masei prezente în universul vizibil.

În timpul unei prezentării de la întrunirea anuală a Asociaţiei Americane de Progres al Ştiinţei, John Negele, profesor de fizică la MIT, a vorbit despre teoria care explică interacţiunile dintre quarci şi gluoni, cunoscută sub numele de "cromodinamica cuantică" (QCD).

”Moleculele sunt alcătuite din atomi, atomii din nuclee şi electroni, iar nucleele din protoni şi neutroni. Aceste moduri de interacţiune sunt înţelese destul de bine. Următorul pas este desluşirea modului de interacţiune dintre dintre quarci şi gluoni, care este frapant de diferit de acela al particulelor mai mari şi al cărui studiu necesită prin urmare o abordare diferită.

Aceste diferenţe pot fi explicate prin proprietăţile libertăţii asimptotice [1], concept pentru care David Gross, David Politzer, Frank Wilczek şi Herman Fesbach, au împărţit cu toţii Premiul Nobel în 2004. Această proprietate descrie cum forţa generată de schimbul de gluoni scade la apropierea quarcilor unul de celălalt şi cum ea creşte la separarea quarcilor. În consecinţă, niciuna dintre tehnicile analitice utilizate cu succes în problemele fizicii atomice şi nucleare nu poate fi folosită la analiza quarcilor şi a gluonilor.

Modelările şi calculele au loc pe computere construite special în acest scop, cum ar fi BlueGene/L de 360 teraflop, aparţinând Laboratorului Naţional Lawrence Livermore din Statele Unite.

Note:

[1] Libertatea asimptotică descrie caracteristici ale interacţiunilor nucleare.