Güçlü bir elektrik alanındaki nötronlar küçük bir çift kutuplu davranış mı gösterir?
Nötronlar nötr olduklarından, bir elektrik alanı onları çekmemeli veya itmemelidir. Bununla birlikte, bir 'yukarı' ve iki 'aşağı' kuark olarak adlandırılan bir pozitif ve bir negatif kısımdan oluştukları için, bu kuarklar bu alana bir şekilde hafifçe tepki vermemeli ve nötronun en azından bir mini elektrik dipolü yapmamalı mı?
Yanıtlar
Nötronlar gerçekten de sıfır olmayan (kalıcı) bir elektrik dipol momentine ( elektronlarla aynı ) sahip olabilir.
- Parçacık fiziğinin Standart Modelinde, bunun değerinin olduğu tahmin edilmektedir. $|d_n| \sim 10^{-31}\:e\rm \:cm$.
- Bu değer için deneysel olarak son derece yüksek hassasiyette test yapmak mümkündür, ancak bu hala SM değerini tespit etmekte yetersizdir. Mevcut deneyler siparişin kesinliği ile sınırlıdır$\Delta d_n \sim 10^{-26}\:e\rm \:cm$yani, SM'de beklenen değerden daha büyük olan yaklaşık beş büyüklük sırası.
( Yön neutron içsel EDM olduğu kesinlikle falsosundaki paralel .)
Bu ölçümleri daha sıkı bir kesinliğe kadar iyileştirmek yüksek öncelikli bir alandır ve aktif araştırma çabalarının odak noktasıdır, çünkü Standart Modelin birçok uzantısı hem nötron hem de elektron için SM'den daha yüksek EDM değerlerini öngörür; bu nedenle, her iki nicelikten sıfırdan farklı bir değer elde etmek, bize SM'nin nasıl genişletilmesi gerektiğine dair iyi bir fikir verecektir.
Buna ek olarak, nötronları bir elektrik alanına yerleştirirseniz gerçekten daha yüksek bir dipol momenti elde edebilirler, yani polarize edilebilirler . Bu, yorumlarda bağlantılı bir başlıkta daha derinlemesine açıklanmıştır . Bu oldukça küçüktür, ancak sıfır değildir ve ölçülmüştür.
Bununla birlikte, bu resme karşı dikkatli olmalısınız:
bir 'yukarı' ve iki 'aşağı' kuark adı verilen bir pozitif ve bir negatif kısımdan oluştukları için, bu kuarklar bir şekilde bu alana biraz tepki vermemeli ve nötronun en azından bir mini elektrik dipolü yapmasına neden olmamalı mı?
Bir-yukarı-iki-aşağı-kuarkların resmi , nötronun basitleştirilmiş bir resmidir ve sınırlı geçerliliği vardır; dahası, tuttuğu ölçüde, kuantum mekaniğine tabidir ve bize kuarkların proton içinde hiçbir zaman iyi tanımlanmış konumlara sahip olmadığını söyler, tıpkı bir atomun içindeki elektronların iyi tanımlanmış konumlar yerine yörüngeleri işgal etme şekli gibi. (Daha da kötüsü, orbitallerin dilini elektronlar için yapabildiğiniz gibi bile kullanamazsınız , çünkü QCD oldukça bağlı, yüksek korelasyonlu bir teoridir.)
Yer değiştiren yük dağılımlarına ilişkin klasik sezgilerin bir kısmı hala nötron için geçerlidir, ancak bir tuz tanesi ile alınması gerekir - niceliksel olarak doğru değildir ve nötron, eğer ona bakarsanız oldukça klasik olmayan bir nesnedir. yakın çekim.