核物理学の課題の 1 つは、原子核を詳細に研究することです。これまでにわかっていることは、それには陽子と電子が含まれているということです。実験では、研究者らは正に荷電した粒子、つまり陽子に焦点を当てました。しかし、この結果は、これまで行われてきたすべてのことが今疑問視されなければならないことを意味します。
核物理学: 陽子に電子が衝突するとこれが起こります
陽子の内部の仕組みは核物理学ではまだ完全には研究されていません。これまでのところ、原子核の一部はグルーオンとクォークで構成されていることがわかっています。これらは、再び離れ離れになる前に、常に面白いペアを形成します、と scinexx は説明します。しかし、残りは今のところ不明です。 2 つの粒子が正確にいつ、どのように相互作用するか、あるいは陽子がどのように構造化されるかについては、現在の知識を超えています。
科学者ルオナン・リー率いるチームは、陽子の構造にまつわる疑問を解明することに着手した。そこで、ペンシルバニア大学の研究者は、異なる強度の電子ビームを水素陽子に照射することにしました。エネルギーが十分に強ければ、陽子に浸透し、そこでクォークやグルーオンと相互作用します。これにより、陽子の順応性を示す光子が生成されます。
この「変形可能性」は分極可能性とも呼ばれ、すべてが核物理学の基本的な柱に従って機能する限り、最終的に研究者に陽子の構造に関する情報を提供します。しかし、ここではまったく異なることが起こっていました。
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分極率が変化しない
実際には、水素陽子は衝突のたびに分極率が変化するはずです。したがって、電荷（プラス、マイナス）はシフトしているはずです。しかし代わりに、短いちらつきが発生するだけです。リー氏と彼女のチームの測定データでは、砲撃のたびにこのギザギザのピークが現れます。分極率は非常に短時間増加しますが、同じくらい急速に再び減少します。
「つまり、予測された単純な挙動から大きく逸脱した何かがここで見られます」とリーは説明し、これは核物理学の既存の仮定を再検討する必要があることを意味していると示唆しています。 「測定結果は、陽子にまだ理解されていない新しい動的メカニズムが存在することを示しています」と続けています。
改訂が必要です
以前の、ただし精度はそれほど高くありませんでしたが、核物理学の実験は、ここで何かを見逃していたことを示唆していました。リー氏と彼女のチームは現在、未知の下部構造がこの異常を説明していると推測している。
この異常についての研究で、研究者らは次のように要約している。「その存在は、陽子のこの基本的な性質を確実に説明するために改良された理論が必要であることも強調している。」ただし、これは科学研究においてはまったく正常なプロセスです。
物理学のアイコンであるスティーブン・ホーキング博士は、著書『時間の歴史』（1988 年）の中で、理論を否定するには、その理論をもはや支持しない事例が発生するだけでよいと説明しました。その場合、核物理学では、仮定を拒否するか、理論を修正する必要があります。
出典: scinexx、「測定された陽子の電磁構造は理論的予測から逸脱する」(2022 年 10 月 19 日、Nature)、「A Brief History of Time」(Stephen Hawking、1988)