Hiukkasfyysikot esittelevät tuloksiaan. Kuvituskuva. Kuva Cern

Miksi hiukkaset pienenevät atomien ytimissä – vihdoinkin ratkaisu vuosikymmeniä vaivanneeseen ongelmaan

Limittyminen näyttää selittävän, miksi kvarkit hidastuvat atomien ytimissä. Kyseessä ei ole kuitenkaan kaikkien kvarkkien ominaisuus, sillä ainoastaan pieni osa kokee tämän muutoksen.

Fyysikot ovat viimeinkin selvittäneet vuosikymmeniä kummastusta herättäneen ongelman, joka liittyy atomien ytimissä tapahtuvaan liikkeeseen.

Jo vuodesta 1983 asti on tiedetty, että protonit ja neutronit käyttäytyvät eri tavalla ollessaan atomin sisällä tai ollessaan täysin vapaita hiukkasia. Kumpikin hiukkaslaji koostuu kvarkeista, jotka hidastuvat, kun ne ovat osana atomia.

Liikkeen hidastuminen myös pienentää näitä hiukkasia. Esimerkiksi kulta-atomeissa protonit ja neutronit ovat keskimäärin jopa noin 20 prosenttia pienempiä kuin vapaana ollessaan.

"Kukaan ei pystynyt selittämään kaikkia havaintoja, ja meille jäi suuri arvoitus. Nykyisin meillä on paljon mittauksia siitä, miten kvarkit liikkuvat kaikenlaisten ytimien sisällä, emmekä silti pystyneet selittämään, mitä tapahtuu", kertoo Or Hen Massachusettsin teknillisestä korkeakoulusta.

Nyt fyysikot tutkivat ilmiötä, jossa neutronit ja protonit limittyvät keskenään eli käytännössä menevät toistensa alueille. Vaikka vain pieni osa hiukkasista limittyy samanaikaisesti, tämä vaikuttaa merkittävästi koko ytimen kokoon.

Uusi tulos viittaakin vahvasti siihen, että kvarkkien enemmistö ei muutu, kun ne tulevat osaksi atomin ydintä. Muutamien yksittäisten hiukkasten kokema muutos on silti niin valtava, että se vaikuttaa mitattuihin keskiarvoihin.

Aiheesta lisää MIT (englanniksi)

Pysyvä linkki
Samankaltaisia uutisia
Ladataan...
Uusin numero
Uutisarkisto