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陽子質量の解決

28.11.2018

陽子はクォークと呼ばれるさらに小さな粒子で構成されているため、クォークの質量を単純に合計すると陽子の質量が得られるはずだと思うかもしれません。しかし、それらの合計は陽子の質量を説明するには小さすぎます。そして、新しい詳細な計算は、陽子のエネルギーのわずか 9% が、それを構成するクォークの質量に由来することを示しています。陽子の残りの質量は、粒子内で起こる複雑なプロセスから生じます。

クォークは、2012 年に初めて発見された素粒子であるヒッグス粒子が関与するプロセスから質量を取得します。しかし、「クォークの質量は小さい」と、論文の共著者でケンタッキー大学レキシントン校の理論物理学者である Keh-Fei Liu は言う。したがって、陽子の質量を説明する上ではあまり重要ではありません。

代わりに、陽子の質量の多くは、陽子内の粒子の発泡を説明する量子色力学 (QCD) の複雑さによるものです。 QCDで計算を行うことは非常に難しいため、科学者は陽子の性質を理論的に研究するために、空間と時間をクォークを含むセクションに分割する格子QCDと呼ばれる方法に依存しています。

この手法を使用して、物理学者は以前に陽子の質量を計算しましたが、これまでのところ、その理由を説明できていません。カリフォルニア州ローレンス・バークレー国立研究所の理論物理学者 Andre Walker-Load は、研究者は原子核物理学をよりよく理解するために格子 QCD を使用できる「新しい時代」に入ったと述べた。

Liu と彼の同僚は、陽子の質量の 9% がクォークに由来することに加えて、32% が陽子内部を飛び回るクォークのエネルギーに由来することを発見しました (アインシュタインの有名な方程式 E = mc2 を覚えていれば、そのエネルギーと質量は同じコインの表裏です)。陽子の他の構成要素であるグルーオンと呼ばれる質量のない粒子は、クォークを一緒に保持するのに役立ち、そのエネルギーを通じて質量のさらに 36% を占めます。

残りの 23% は、陽子内でクォークとグルオンが複雑に相互作用するときに発生する量子効果によるものです。これらの相互作用により、QCD はスケール不変性と呼ばれる原則を無視します。スケール不変理論では、空間と時間の膨張または収縮は理論の結果とは何の関係もありません。大質量粒子は理論にスケールを提供するため、QCD がスケール不変性に逆らうと、陽子も質量を獲得します。

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強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

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最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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