• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18 апреля, 10:00
Evgenia Vavilova
8
25,0 тыс

Физики опровергли предположение о составной структуре кварков

❋ 5.0

Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.

То, что протон состоит из кварков, ученые знают с давно, но есть ли частицы меньше кварков — неотвеченный вопрос. Слева: изображение протона с кварками внутри, справа: увеличенная неподтвержденная модель кварка в случае, если он состоит из более мелких частиц / © A. Iqbal/ CMS
То, что протон состоит из кварков, ученые знают с давно, но есть ли частицы меньше кварков — нерешенный вопрос. Слева: изображение протона с кварками внутри, справа: увеличенная неподтвержденная модель кварка, в случае если он состоит из более мелких частиц / © A. Iqbal/ CMS

Когда-то ученые не знали о существовании частиц меньше песчинок, хотя и предполагали, что материя состоит из мельчайших, невидимых глазу элементов. Со временем человечество открыло микробов, молекулы, атомы, атомные ядра и кварки. 

Физики считают кварки фундаментальными, неделимыми частицами на основе большого количества экспериментальных данных. Тем не менее существуют и теории о том, что внутри кварков есть более мелкие частицы, которые мы пока просто не можем найти из-за ограничений методов измерения. Под лупой нельзя увидеть электроны, возможно и самые передовые научные методы сегодня не способны проникнуть вглубь кварков.

Ученые коллаборации CMS исследовали кварки до масштаба 10-20 метров. Они не нашли признаков существования более мелких объектов внутри этих фундаментальных частиц. Текст исследования доступен на сервисе arXiv и собственном сайте CMS.

Физики изучают атомные ядра и фундаментальные частицы на Большом адронном коллайдере. В коллайдере ученые разгоняют частицы до высоких скоростей и сталкивают их. Компактный мюонный соленоид (CMS), один из универсальных детекторов элементарных частиц на БАК, детектирует последствия высокоэнергетических столкновений, на основе этих данных ученые делают выводы о структуре вещества и ранних мгновениях жизни Вселенной.

Когда два пучка протонов сталкиваются внутри детектора CMS, они распадаются на кварки. Кварки образуют два потока частиц, на основе анализа которых исследователи восстановили угол рассеяния между кварками.

Распределение углов рассеяния соответствовало модели, в которой кварки существуют как цельная частица. Если кварк — составная частица, то составляющие его объекты не могут быть размером больше 10-20 метров. Размер самих кварков ученые оценивают в 10-19 метров, а значит оставшееся пространство для поисков чрезвычайно узко.

Физики вычислили это ограничение по энергетическому масштабу, на котором могло бы существовать неизвестное внутреннее взаимодействие и кварки могли бы проявить композитность. Если такое взаимодействие существует, его энергия больше 37 тераэлектронвольт, что в три раза выше энергий столкновений на БАК на нынешний момент.

Но поиск не окончен, ученые не могут точно сказать, что внутри кварка ничего нет. Потенциальные более мелкие структуры можно будет найти при более высоких энергиях столкновения в новых циклах работы БАК.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

31 августа, 09:44
Evgenia Vavilova

Обычно место соединения двух деталей, даже из одного материала — слабая точка изделия. Но правильно сваренные друг с другом куски полиэтилена это правило нарушали, хотя ученые и не понимали почему.

30 августа, 16:26
Александр Березин

Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

30 августа, 16:26
Александр Березин

Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

8 Комментариев
elektrikaug
19.04.2026
Мне видится так, что существуют до бесконечности маленькие и большие частицы-объекты. И мы никогда не сможем достать до конца, в обе стороны. Кажется это логично.
    elektrikaug, квантовая механика говорит что масштабах планковской длины понятие пространства и размера теряет смысл. И планковская длина вполне определена. А бесконечность, как таковая, это математическая абстракция, и в реальности бесконечностей не существует.
    +
      Еще 1 ответ
Здравствуйте. Мне кажется самые мелкие частицы это фотоны т. е. просто луч свет .
    Қабылан, казаться вам может всё, что угодно. В статье же речь об элементарных частицах, составляющих материю, а фотон - это бозон, переносчик электромагнитного взаимодействия. Поинтересуйтесь, что такое "Стандартная модель частиц".
Алена
18.04.2026
Интересно мысль проскочила, я не ученый и не физик, но вот что подумала есть ли такой вариант с помощью звука определенной волны или частоты ну соответственно подобрать расщипить кварк, почему... просто вспомнила про разбивающийся бокал от резонирующего звука, по сути бокал состоит из частиц атомов мы все состоим из атомов, так вот если для бокала нашлась своя частота так может и для кварков найдется мне кажется это более восполнимо чем коллайдер хотя может я фантазирую🤷
    Kiridan
    19.04.2026
    Алена, Звук это механические колебания, передающиеся между атомами. Энергия столкновения в коллайдере на многие порядки выше скорости распространения ударной волны. Атомы это не стеклянные шарики, кварки и подавно.
Спасибо! Хорошо поработали. Теперь иследователям нужен гигабак.