“Madde ve enerji nasıl dağıtılır?” diye sordu Peter SchweitzerConnecticut Üniversitesi'nde teorik fizikçi. “Bilmiyoruz.”
Schweitzer kariyerinin çoğunu protonun çekimsel yönünü düşünerek geçirdi. Spesifik olarak, enerji-momentum tensörü adı verilen protonun özelliklerinin matrisiyle ilgileniyor. “Enerji-momentum tensörü parçacık hakkında bilinmesi gereken her şeyi biliyor” dedi.
Albert Einstein'ın kütleçekimsel çekimi uzay-zamandaki eğrileri takip eden nesneler olarak ortaya koyan genel görelilik teorisinde, enerji-momentum tensörü uzay-zamanın nasıl büküleceğini söyler. Örneğin, uzay-zaman bükülmesindeki aslan payının kaynağı olan enerjinin (veya eşdeğer olarak kütlenin) düzenini tanımlar. Aynı zamanda momentumun nasıl dağıldığına ve aynı zamanda uzay-zamanı hafifçe eğebilen sıkıştırma veya genişlemenin nerede olacağına ilişkin bilgileri de izler.
Bir protonu çevreleyen uzay-zamanın şeklini öğrenebilseydik, Rusça Ve Amerikan Fizikçiler 1960'larda bağımsız olarak çalıştıklarından, onun enerji-momentum tensöründe indekslenen tüm özellikleri çıkarabiliyorduk. Bunlar arasında, protonun zaten bilinen kütlesi ve spininin yanı sıra, protonun basınç ve kuvvetlerinin düzeni de yer alıyor; fizikçiler, Almanca'da basınç anlamına gelen kelimeden sonra “Druck terimi” olarak adlandırdıkları kolektif bir özelliğe sahipler. Schweitzer, bu terimin “kütle ve dönüş kadar önemli olduğunu ve bunun ne olduğunu kimsenin bilmediğini” söyledi; ancak bu durum değişmeye başlıyor.
60'larda, enerji-momentum tensörünü ölçmek ve Druck terimini hesaplamak, olağan saçılma deneyinin yerçekimsel bir versiyonunu gerektiriyormuş gibi görünüyordu: Bir protona büyük bir parçacık ateşlersiniz ve ikisinin bir graviton (varsayımsal parçacık) değiştirmesine izin verirsiniz. bu bir fotondan ziyade yerçekimi dalgalarını oluşturur. Ancak yerçekiminin aşırı zayıflığı nedeniyle fizikçiler, graviton saçılımının foton saçılımından 39 kat daha nadir meydana gelmesini bekliyorlar. Deneylerin bu kadar zayıf bir etkiyi tespit etmesi mümkün değildir.
“Öğrenciyken bunu okuduğumu hatırlıyorum” dedi Volker BurkertJefferson Lab ekibinin bir üyesi. Çıkarılan sonuç şuydu: “Parçacıkların mekanik özellikleri hakkında muhtemelen hiçbir zaman hiçbir şey öğrenemeyeceğiz.”
Yerçekimi Olmadan Yerçekimi
Yerçekimi deneyleri bugün hala hayal edilemez. Ancak 1990'ların sonu ve 2000'lerin başında fizikçi Xiangdong Ji ve ayrı ayrı çalışan merhum Maxim Polyakov tarafından yapılan araştırmalar açıklığa kavuşmuş A geçici çözüm.
Genel şema aşağıdaki gibidir. Bir elektronu bir protona hafifçe ateşlediğinizde, genellikle kuarklardan birine bir foton gönderir ve gözlerini kaçırır. Ancak milyarda birden az olayda özel bir şey olur. Gelen elektron bir foton gönderir. Bir kuark onu emer ve bir kalp atımı sonra başka bir foton yayar. Temel fark, bu nadir olayın bir yerine iki foton (hem gelen hem de giden fotonlar) içermesidir. Ji ve Polyakov'un hesaplamaları, eğer deneyciler sonuçta ortaya çıkan elektron, proton ve fotonu toplayabilirlerse, bu parçacıkların enerjilerinden ve momentumlarından iki fotona ne olduğu sonucunu çıkarabileceklerini gösterdi. Ve bu iki fotonlu deney, aslında imkânsız olan graviton saçılımı deneyi kadar bilgilendirici olacaktır.
Kaynak bağlantısı