In welchem ​​Experiment schienen Protonen aus unendlich vielen Quarks zu bestehen?

Vielen Dank, dass Sie dieses erstaunliche historische Video gefunden haben.

Er spricht über das Elektron-Proton-Experiment zur tiefeninelastischen Streuung am SLAC. Dies zeigte, dass hochenergetische Elektronen an punktförmigen geladenen Teilchen innerhalb des Protons gestreut wurden, die Feynman „Partonen“ nannte. Es dauerte einige Zeit, um festzustellen, dass diese Partonen die gleichen wie Quarks sind, die postuliert wurden, um die Muster von Mesonen und Baryonen zu verstehen. Wir verstehen jetzt, dass sie gleich sind, aber dass das Proton aus drei „Valenz“-Quarks (up up down) plus einem „Meer“ von Quarks und Antiquarks besteht, an denen die Elektronen (sowie Gluonen) streuen. Es gibt also gewissermaßen drei Quarks in einem Proton und gewissermaßen unendlich viele.

Die SLAC-Messungen wurden durch spätere Experimente, insbesondere den HERA-Elektron-Proton-Ring bei DESY, sehr viel detaillierter bestätigt. Insbesondere die frühen Beweise für „Skalierung“: dass die Streuung nur davon abhing$x$, der Bruchteil des Protonenimpulses, der in dem steckengebliebenen Parton verkörpert ist, und nicht auf$Q^2$, die Masse des ausgetauschten virtuellen Photons, stellte sich als falsch heraus. Das Experiment hat sich zufällig einen Bereich angesehen, in dem es ungefähr zutrifft, und vielleicht hat uns das für eine Weile in die Irre geführt. Aber abgesehen davon halten die Ergebnisse, und wir verstehen jetzt, dass der Widerspruch, der Feynman in dem Video verwirrte, doch kein Widerspruch ist.

Die Antwort von RogerBarlow ist richtig, hier möchte ich zwischen dem gegenwärtigen experimentellen Wissen über den Inhalt eines Protons und dem Wissen zum Zeitpunkt der Aufnahme des Videos (vor 1970? Er sieht jung genug aus) ausarbeiten.

Dies ist das momentane Bild des Protons, wie wir es heute kennen.

Die drei Valenzquarks sind da, innerhalb des Meeres von Gluonen und Quark-Antiquark-Paaren, aufgrund der quantenchromodynamischen Wechselwirkung, die ständig erscheinen und verschwinden.

Die Parton-Verteilungsfunktionen der Konstituenten wurden in vielen Experimenten gemessen, z. B .:

Parton-Verteilungsfunktionen in dem aus den H1-Daten extrahierten Proton. Die Gluon-g- und Meer-S-Verteilungen sind um den Faktor 0,01 skaliert. Die Unsicherheiten beinhalten experimentelle (innere) und modellhafte (mittlere) Unsicherheiten und die Parametrisierungsvariationen (äußere).

und bestätigen die QCD - Struktur, und ja, je nach Energietransfer kann es unendlich viele Quark-Antiquark und Gluonen im Proton (Hadronen im Allgemeinen) geben. Das ist jetzt.

Als das Video aufgenommen wurde, hatte Feynman damals das Parton-Modell vorgeschlagen , das Erfolge hatte.

Das Parton-Modell wurde 1969 von Richard Feynman vorgeschlagen, um hochenergetische Hadronenkollisionen zu analysieren. 2 Jedes Hadron (z. B. ein Proton) kann als Zusammensetzung einer Reihe von punktförmigen Bestandteilen betrachtet werden, die als „Partone“ bezeichnet werden. Das Parton-Modell wurde von Björken und Paschos sofort auf die tiefinelastische Elektron-Proton-Streuung angewendet.

In den 1970er Jahren passte das Parton-Modell Streudaten an, außer bei hohem Querimpuls , was der erste experimentelle Hinweis für die Theorie der QCD war, die Verteilungen mit hohen Querimpulsen vorhersagte.

Feynman zögerte, das Quark-Modell zu akzeptieren, das auf den entdeckten Symmetrien in achtfacher Weise beruhte . Deshalb argumentiert er im Video mit 3 Teilchen usw., sein Parton-Modell hatte laut zugeführter Energie Unendlichkeit und er wollte das Quark-Modell per reductio ad absurdum verwerfen. Bis 1980, als die QCD durch Anpassen tiefinelastischer Daten das Parton-Modell stürzte, musste er akzeptieren, dass die in seinem Modell vorgeschlagenen Partons all diese Suppe aus Quarks und Antiquarks und Gluonen waren.

Zurück zur Frage, Sie sagen:

Richard Feynman erzählt, dass es in einigen Experimenten so aussieht, als ob das Proton aus unendlich vielen Quarks bestehen sollte.

Er spricht von seinem Parton-Modell, nicht von Quarks, welche Quarks, drei für jedes Nukleon, damals ein Vorschlag zur Erklärung der bei starken Wechselwirkungsresonanzen erhaltenen Symmetrien waren. Sie galten damals noch nicht als Partons, da sie im Quarkmodell des Protons nur zu dritt waren. . Sie werden jetzt als Valenzquarks bezeichnet, im Gegensatz zu den Meeresquarks.

Was ist das für ein Fall, den er erwähnt? Ist es jetzt gelöst

Also ja, es wird gelöst, indem akzeptiert wird, dass die Partonen die Quarks sind, Antiquarks und Gluonen in der QCD-dominierten Suppe innerhalb des Beutels, der das Proton ist.