เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย โปรตอนมีชาร์มควาร์กอยู่ภายใน การวิเคราะห์ด้วยแมชชีนเลิร์นนิงแนะนำ

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย การอภิปรายอายุ 40 ปีเกี่ยวกับชาร์มควาร์กในโปรตอนอาจได้รับการแก้ไขโดยการวิเคราะห์ข้อมูลจาก Large Hadron Collider (LHC) ที่ CERN และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักฟิสิกส์อนุภาคทุกคนที่เห็นด้วยกับการประเมินนี้ นักฟิสิกส์ได้ถกเถียงกันมานานหลายทศวรรษว่าโปรตอนประกอบด้วยสิ่งที่เรียกว่าชาร์มควาร์กภายในหรือไม่ 

โครโมไดนามิกของควอนตัม (QCD) 

ซึ่งเป็นทฤษฎีของแรงนิวเคลียร์อย่างแรง บอกเราว่าโปรตอนประกอบด้วยอัพควาร์กสองตัวและดาวน์ควาร์กหนึ่งตัวผูกเข้าด้วยกันโดยตัวพาแรงที่เรียกว่ากลูออน แต่ยังทำนายด้วยว่าโปรตอน เช่น นิวตรอนหรือฮาดรอนอื่นๆ มีคู่ควาร์ก-แอนติควาร์กอีกจำนวนมาก

เป็นที่ทราบกันดีว่าอนุภาคเพิ่มเติมจำนวนมากถูกสร้างขึ้นเมื่อมีการเร่งกลูออนระหว่างการชนกันของพลังงานสูงระหว่างโปรตอน เช่นเดียวกับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าบอกเราว่าโฟตอนจะถูกปล่อยออกเมื่ออนุภาคที่มีประจุเร่งความเร็ว แต่สิ่งที่ไม่ชัดเจนคือขอบเขตที่อาจมีควาร์กเพิ่มเติมภายในโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเรียกว่าควาร์กที่แท้จริงซึ่งมีส่วนทำให้เกิดฟังก์ชันคลื่นควอนตัมของแฮดรอน

หนักกว่าโปรตอน

นักวิทยาศาสตร์เห็นด้วยกับการมีอยู่ของควาร์กแปลกที่มีอยู่จริง เนื่องจากควาร์กแปลก ๆ มีมวลน้อยกว่าโปรตอนมาก อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับการดำรงอยู่และการมีส่วนร่วมที่เป็นไปได้ของควาร์กเสน่ห์ที่แท้จริง ควาร์กเหล่านี้หนักกว่าโปรตอน แต่มีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ปล่อยให้มีความเป็นไปได้ที่พวกมันจะให้องค์ประกอบที่ค่อนข้างเล็กแต่ยังคงสังเกตได้สำหรับมวลของโปรตอน

ในขณะที่นักวิจัยบางคนสรุปว่าชาร์มควาร์ก

สามารถให้โมเมนตัมของโปรตอนได้ไม่เกิน 0.5% แต่คนอื่น ๆ ก็พบว่าการมีส่วนร่วมสูงถึง 2% นั้นเป็นไปได้ ในงานล่าสุดNNPDF Collaborationซึ่งประกอบด้วยนักฟิสิกส์จาก University of Milan, Free University of Amsterdam และ University of Edinburgh กล่าวว่าได้พบ “หลักฐานที่ชัดเจน” ว่า Charm quark มีอยู่จริง มันทำได้โดยการดึงข้อมูลการชนกันของรีมจาก LHC และที่อื่น ๆ ที่ก่อนหน้านี้เคยใช้เพื่อค้นหาสิ่งที่เรียกว่าฟังก์ชันการกระจายพาร์ตอน (PDF) ซึ่งพวกเขาเรียกว่า NNPDF4.0

อนุภาคเหมือนจุด

Parton เป็นคำทั่วไปที่ใช้อธิบายอนุภาคคล้ายจุดภายในฮาดรอน ซึ่งเสนอโดย Richard Feynman ในปี 1960 เพื่อวิเคราะห์การชนกันของอนุภาค และปัจจุบันเทียบเท่ากับควาร์กหรือกลูออน เนื่องจากโมเมนตัม สปิน และคุณสมบัติอื่นๆ ของพาร์ตอนถูกกำหนดโดยแรงที่แรงภายใต้สภาวะของการคัปปลิ้งที่มีขนาดใหญ่มาก ค่าของพวกมันไม่สามารถคำนวณได้โดยใช้ค่าประมาณที่เป็นไปได้ด้วย QCD ที่ก่อกวน อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาจลนศาสตร์ของการชนกันของฮาดรอน เป็นไปได้ที่จะสร้างการแจกแจงความน่าจะเป็นที่แสดงให้เห็นโอกาสที่พาร์ตอนจะมีโมเมนตัมเศษส่วนของฮาดรอนในระดับหนึ่ง

งานวิจัยชิ้นใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณ PDF ของ Charm quark โดยพิจารณาถึงโมเมนตัมที่มันและควาร์กที่เบาที่สุดสามตัว – ขึ้น ลง และแปลก – มีส่วนทำให้โปรตอนชนกันในกระบวนการกระเจิง จากนั้นจึงใช้ QCD ที่ก่อกวน ซึ่งใกล้เคียงกับการโต้ตอบที่รุนแรงโดยใช้คำศัพท์สองหรือสามคำแรกในการขยายการแสดงออกของ coupling ที่แข็งแกร่ง เพื่อแปลง PDF นี้เป็นไฟล์เดียวที่ประกอบด้วยองค์ประกอบการแผ่รังสีจากควาร์กสามตัวที่เบาที่สุดเท่านั้น อย่างที่พวกเขาชี้ให้เห็น การตัดองค์ประกอบการแผ่รังสีของชาร์มควาร์กเอง PDF ใหม่นี้จะประกอบด้วยเสน่ห์ที่แท้จริงเท่านั้น

การทำเช่นนี้โดยใช้โครงข่ายประสาทเทียม

เพื่อจับคู่ข้อมูลการทดลองกับรูปร่างและขนาดของ PDF ได้ดีที่สุด พวกเขาสรุปว่า Charm quark ที่แท้จริงมีอยู่จริง แม้ว่าพวกเขาจะพบว่าเสน่ห์ที่แท้จริงนั้นมีส่วนน้อยกว่า 1% ของโมเมนตัมของโปรตอน แต่ PDF ที่เกี่ยวข้องนั้นมีความคล้ายคลึงอย่างมากกับที่คาดไว้ในทฤษฎี – จุดสูงสุดที่เศษโมเมนตัมประมาณ 0.4 (ความน่าจะเป็นเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับการรวมกันทำให้เกิดผลรวมเล็กน้อย) ในขณะที่ปิดท้าย อย่างรวดเร็วด้วยเศษส่วนเล็ก ๆ นอกจากนี้ยังตรงกับ PDF ที่คำนวณจากข้อมูลการชนอื่น ๆ อย่างใกล้ชิด โดยเฉพาะผลลัพธ์ล่าสุดที่เกี่ยวข้องกับการผลิต Z bosons ในการทดลอง LHCb และข้อมูลก่อนหน้านี้มากจาก European Muon Collaboration (EMC) ของ CERN

NNPDF คำนวณว่าด้วยข้อมูลจากการวิเคราะห์ 4.0 เพียงอย่างเดียว นัยสำคัญทางสถิติของเสน่ห์ที่แท้จริงนั้นอยู่ที่ประมาณ 2.5σ ในขณะที่ความสำคัญเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 3σ หากรวมข้อมูล LHCb และ EMC ด้วย นัยสำคัญทางสถิติที่ 5σ หรือมากกว่านั้นมักจะถูกพิจารณาว่าเป็นการค้นพบในฟิสิกส์ของอนุภาค

“การค้นพบของเราปิดคำถามเปิดพื้นฐานในการทำความเข้าใจโครงสร้างนิวคลีออนที่ได้รับการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิงโดยนักฟิสิกส์อนุภาคและนิวเคลียร์ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา” การทำงานร่วมกันเขียนไว้ในบทความเรื่องNature ที่อธิบายถึงงานวิจัย

การสังเกตของนิวตริโน

นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาตั้งตารอที่จะศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเสน่ห์ที่แท้จริงในการทดลอง เช่น LHCb ของ CERN และที่ Electron–Ion Collider (ปัจจุบันถูกสร้างขึ้นที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในสหรัฐอเมริกา) การสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์นิวตริโนก็น่าสนใจเช่นกัน เนื่องจากอนุภาคที่มีชาร์มควาร์กสามารถสลายตัวเพื่อสร้างนิวตริโนในชั้นบรรยากาศของโลก “การวัดเหล่านี้สามารถช่วยตรึงรูปร่างและขนาดของเสน่ห์ที่แท้จริง ตลอดจนตรวจสอบความแตกต่างระหว่างควาร์กเสน่ห์ที่แท้จริงและโบราณวัตถุ” สมาชิกกลุ่มJuan Rojoจาก Free University of Amsterdam กล่าว

ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ก็ยินดีรับข้อมูลเพิ่มเติมเช่นกัน แต่ไม่เห็นด้วยกับความสำคัญของงานล่าสุด Stanley Brodskyจาก SLAC National Accelerator Laboratory ในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าผลลัพธ์ที่ได้ให้หลักฐานที่ “น่าเชื่อถือ” สำหรับเสน่ห์ที่แท้จริง อย่างไรก็ตามRamona Vogtจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore ในสหรัฐอเมริกาเช่นกัน ชี้ให้เห็นว่าความสำคัญทางสถิติของมันนั้นไม่เพียงพอสำหรับการค้นพบในฟิสิกส์อนุภาค “ผลลัพธ์นี้เป็นการก้าวไปข้างหน้า แต่ไม่ใช่คำพูดสุดท้าย” เธอกล่าว เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย