Prima pagină Stiinta

Descoperire uimitoare a fizicienilor: un vechi mister al atomilor a fost în sfârşit elucidat după zeci de ani

Alexandru Voiculescu | 10.15.2017 | ● Vizualizări: 1459
Credit: 123RF     + zoom
Galerie foto (1)

O echipă internaţională de cercetători de la institutul DESY-Zeuthen din Germania şi Universitatea din Cipru au rezolvat o enigmă care a rămas neelucidată timp de decenii, anume spinul protonilor.

Spinul este impulsul unghiular/de rotaţie sau momentul cinetic intrinsec al particulelor elementare, dar spre deosebire de mecanica clasică, în mecanica cuantică acest spin este doar impuls şi nu o mişcare de rotaţie propriu-zisă, scrie Futurism.

În mecanica cuantică şi în fizica particulelor elementare, spinul este deosebit de important, întâlnindu-se atât la electroni, cât şi la neutroni şi protoni - particulele care intră în componenţa nucleului atomilor.

Prorpietăţile fundamentale ale oricărui material sunt controlate de spin, aceste „mişcări cuantice” determină modul de comportare a materiei la diferite temperaturi, conductivitatea şi multe alte proprietăţi cu care ne întâlnim zi de zi.

Din 1987, comunitatea ştiinţifică s-a lovit de „criza spinilor protonici”. Deşi modelele teoretice din trecut au atribuit spinului nucleului quarcilor care intră în componenţa acestuia, studiile de la institute importante precum CERN, SLAC şi DESY au scos la iveală că doar 30% din spinul protonului poate fi atribuit quarcilor (cei care intră în componenţa protonilor).

Savanţii au încercat să găsească restul de 70% din spin, dar fără succes - până acum. Cercetătorii au reuşit să descifreze sursa spinului nucleului, inclusiv modul în care varii particule care alcătuiesc nucleul contribuie la acesta. Echipa a folosit supercomputerul Piz Daint pentru a calcula efectele cuantice misterioase şi pentru a separa contribuţiile relative ale particulelor la spin. Aceste particule sunt quarcii, gluonii şi sea quarks, care reprezintă o stare intermediară între quarc şi antiquarc care există pentru scurt timp în nucleu. S-a observat că o contribuţie importantă în spinul protonilor îl au şi celelalte două particule: gluonii şi starea intermediară.

De asemenea, fizicienii au calculat masa fizică reală a quarcilor pentru a le calcula spinul. Este ceva dificil de realizat, întrucât quarcii şi gluonii nu pot fi izolaţi pentru că sunt ţinuţi laolaltă de o forţă fundamentală a fizicii, dar cu ajutorul supercomputerului şi a metodelor sofisticate de calcul, acest lucru s-a putut realiza.

„Simulările elaborate precum aceasta au fost posibile numai datorită capacităţii computerului şi pentru că ne-am optimizat algoritmii pentru a folosi la maxim capacitatea acestuia”, a declarat Constantia Alexandrou, autorul principal al acestui studiu de la Universitatea din Cipru.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Savanţii de la CERN au descoperit o nouă particulă care ar putea oferi informaţii despre cele mai mici părţi ale Universului

Proaspăt creat în laborator: un nou element îşi câştigă locul în tabelul lui Mendeleev

Fizicienii au confirmat prezenţa unui nou tip de particule. Din punct de vedere teoretic, acestea erau imposibil de detectat

O realizare importantă în chimie: savanţii au creat o nouă moleculă, atom cu atom