צוות בינלאומי של פיזיקאים עומד לבחון השערת "חילול קודש" לגבי פרוטונים - אחת מאבני הבניין הבסיסיות של היקום - והתוצאות עשויות לאלץ שכתוב מילולי של ספרי הלימוד בפיזיקה גרעינית.
הניסויים, שמתקיימים כעת בארה"ב, מטרתם להוכיח שמבנה הפרוטונים יכול להשתנות בתוך גרעין האטום בתנאים מסוימים. אם יימצא שזה המצב, יצטרכו להעריך מחדש הרבה מאוד ניסויים.
"עבור מדענים רבים, הרעיון שהמבנה הפנימי של פרוטונים עשוי להשתנות בנסיבות מסוימות יכול להיראות אבסורדי, אפילו חילול קודש."אמר אחד החוקרים,אנתוני תומס, מאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה.
"עבור אחרים כמוני, עדויות לשינוי פנימי זה מבוקשות מאוד ויעזרו להסביר כמה מחוסר העקביות בפיזיקה תיאורטית."
אז מה זה בדיוק היה אומר אם פרוטוניםלַעֲשׂוֹתלשנות את המבנה שלהם? ובכן עבור חיי היומיום שלנו, לא הרבה. אבל יהיו לזה השלכות גדולות בתחומי הפיזיקה הגרעינית והתיאורטית. כדי להבין מדוע, תחילה עליך להבין ממה מורכבים פרוטונים.
למרות שהם אחד מאבני הבניין הקטנות ביותר, פרוטונים עשויים למעשה מחלקיקים קטנים יותר, הידועים בשםקווארקים, אשר הםמוחזקים יחד על ידי גלוונים.
ההבנה הנוכחית שלנו היא שלפרוטונים בתוך גרעיני האטומים יש אותו מבנה בדיוק כמופרוטונים חופשיים.
אבל ההנחה הזו לא ממש מתאימהכרומודינמיקה קוונטית, התיאוריה המתארת את יחסי הגומלין בין קווארקים לגלואונים. בהתבסס על כך, הפרוטונים בתוך גרעיני האטום אמורים לעבור שינויים תיאורטית תחת רמות אנרגיה מסוימות.
עד עכשיו, זה היה כמעט בלתי אפשרי לבדוק אם זה היה המקרה או לא. אבל הודות לציוד חדש במתקן האקסלרטור הלאומי של תומס ג'פרסון בווירג'יניה, זה עומד להשתנות.
"על ידי ירי קרן אלקטרונים לעבר גרעין אטום אתה יכול למדוד את ההבדל באנרגיה של האלקטרונים היוצאים, המייצגים את המצב המשתנה."אמר תומס. "אנחנו עושים כמה תחזיות חזקות למדי לגבי מה יראו התוצאות של הבדיקות הללו, ואנו מקווים למדידה סופית."
כהכנה לניסויים הראשונים, תומס וצוותו פרסמו את התחזיות שלהם במכתבי סקירה פיזית(מָלֵאגרסה ב- ArXiv), כך שהם רשומים.
בין אם הם צודקים או שגויים, התוצאות יהיו עסקה עצומה להבנתנו כמה מאבני הבניין החשובות ביותר ביקום, ובתקווה יובילו להבנה טובה יותר של הפיזיקה שמניעה את האינטראקציות של כל מה שסביבנו.
"ההשלכות על העולם המדעי הן משמעותיות",אמר תומס. "מדובר בהימור גבוה בערך כמו שהוא מקבל במדע. זה יכול לייצג פרדיגמה חדשה לפיזיקה גרעינית".
