困扰科学家35年“原子核内部”谜团被解开

2019-10-22     用户108155098481




自1983年来科学家就发现这么一条神秘的真相:质子与中子在原子内部的行为方式与在空间中自由移动时有所不同。具体来说,构成质子和中子的亚原子粒子“夸克”一旦被局限在原子核中,运动速度便会大幅下降。

这一现象确实存在。物理学家将其称作EMC效应。

夸克的运动速度主要由彼此之间的强相互作用力决定,而将原子核结合在一起的力(该力也会对原子核内部的夸克产生影响)应非常微弱才对。

原子核中的两个粒子通常由8百万电子伏特左右的力结合在一起。质子或中子中的夸克则由约1000百万电子伏特的力结合在一起。因此,原子核中相对较弱的作用力不该对夸克之间的强大作用力产生如此明显的影响才对。

新的研究结果

在大多数情况下,同一原子核中的质子和中子不会相互重叠,而是会尊重对方的边界(虽然它们其实只是由夸克结合在一起构成的系统)。但核子有时会在原子核内部相互联结,也就是说,在物理上发生重叠,形成科学家所谓的“关联对”。在任意时刻,一个原子核中约有20%的核子会以这种方式相互重叠。

发生这种情况时,夸克之间会发生大量能量流动,大大改变它们的边界结构和行为。这一现象是由强相互作用力导致的。

研究人员指出,这一能量流动正是EMC现象产生的原因,该研究团队用电子轰炸了多种不同的原子核,结果发现这些核子对与EMC效应之间存在直接关系。

深层思考

1、影响夸克运动速度减慢的因素。

力是改变物体运动状态(速度)的根本原因。因此,导致夸克速度减慢的因素一定是力(强力——原子核中影响夸克行为的主要力)。

2、核子形成的“关联对”使得夸克所受强力增强。

当核子相互联结形成“关联对”,夸克之间发生大量的能量流动,改变它们的边界结构和行为。

3、力、空间几何、物体运动之间的关系。

力的大小与“力域”的空间几何有关(如核子重叠),力的大小会影响物体运动状态(如夸克速度)。空间几何可以影响物体运动,物体运动反作用于空间结合。因此,空间几何与物体运动相互影响、相互作用。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/MNv-9W0BMH2_cNUg3r9R.html