Karyerasının başlanğıcında olan fizik, zamana və məkana bənzər forma faktorlarını riyazi olaraq əlaqələndirir və güclü qüvvənin daxili işlərinə dair əlavə anlayışlar üçün qapı açır. Yeni qəfəs QCD hesablaması güclü qarşılıqlı təsirlə idarə olunan ən yüngül hissəcik olan pionun iştirakı ilə bir-birindən fərqli görünən iki reaksiyanı birləşdirir.

Meksikada Tecnológico de Monterrey-də bakalavr tələbəsi olaraq, Felipe Ortega-Qama ABŞ Enerji Departamentinin Tomas Cefferson Milli Sürətləndirici Mexanizmində Elm Bakalavr Laboratoriyası Təcrübələri proqramının bir hissəsi kimi çalışmışdır. Orada Orteqa-Qama laboratoriyanın Nəzəri və Hesablama Fizika Mərkəzində (Nəzəriyyə Mərkəzi) birgə təyin edilmiş işçi alimi və Old Dominion Universitetinin professoru olan Raul Briçeno ilə işləmişdir.

Briceño onu güclü qarşılıqlı əlaqəni təsvir edən nəzəriyyə olan kvant xromodinamikası (QCD) ilə tanış etdi. Bu, protonları, neytronları və adron adlanan digər hissəcikləri yaratmaq üçün kvarkları və qluonları birləşdirən qüvvədir. Nəzəriyyəçilər bu nəzəriyyəyə əsaslanaraq proqnozlar vermək üçün QCD-nin həlli üçün hesablama üsulu olan şəbəkə QCD-dən istifadə edirlər. Bu proqnozlar daha sonra hadronlarla aparılan təcrübələrin nəticələrini şərh etmək üçün istifadə olunur.

“Raul mənə bir-birinin üstə uzanan bir dəstə hissəcik üçün kütlənin hesablamalarını və eksperimental ölçülərini ehtiva edən bu süjeti göstərdi” dedi Orteqa-Qama, proqnozların və ölçmələrin nə qədər düzgün düzüldüyünə heyran qaldı. “Bütün bu hissəciklərin xüsusiyyətlərini dəqiq proqnozlaşdırmaq üçün QCD-dən istifadə edə biləcəyinizi ilk dəfə başa düşdüm.”

Bu an Orteqa-Qamanı QCD ilə işləməyə və Jefferson Laboratoriyasına cəlb etdi. Süjetdə göstərilən müvəffəqiyyətə baxmayaraq, fiziklər hələ də kvarklar, qluonlar və onların təşkil etdiyi hissəciklər haqqında bütün mümkün məlumatları hesablamaq üçün QCD-dən istifadə edə bilməyiblər.

Fəlsəfə doktoru olarkən. William & Mary-nin tələbəsi, Ortega-Qama universitetin laboratoriya ilə sıx əlaqəsindən istifadə etdi və QCD-ni daha yaxından anlamaq üçün yenidən Briceño, eləcə də William & Mary-də birgə vəzifədə olan Jefferson Lab-da baş alim Jozef Dudek ilə işləməyə başladı.

Bu əməkdaşlığın nəticəsi olaraq Orteqa-Qama , güclü qarşılıqlı təsirlə idarə olunan ən yüngül hissəcik olan pionun iştirakı ilə bir-birindən fərqli görünən iki reaksiyanı birləşdirən , Physical Review D- də dərc edilmiş qəfəs QCD hesablamasının aparıcı müəllifidir .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740396079&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-links-disparate-pion-reactions-nuclear.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xMjciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il1dLDBd&dt=1740396067719&bpp=1&bdt=68&idt=264&shv=r20250218&mjsv=m202502180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd606465ca292edbd%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395913%3AS%3DALNI_MYgWlojxSNcnNmVIf_Ffsv2AtGSvQ&gpic=UID%3D00001043c7736ecb%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395913%3AS%3DALNI_MZEJhtS9BvVA2wUskr2oxa8iW1_rA&eo_id_str=ID%3D2ef8f05ef9da7b6b%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395913%3AS%3DAA-AfjaExhn3EpdjGfR62WdKed2r&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2258409320331&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=824&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2296&biw=1519&bih=738&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090562%2C95347433%2C95350015&oid=2&pvsid=3021243342907274&tmod=650292854&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C824%2C1536%2C738&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDFd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=11868

QCD hesablamalarında qarşılıqlı əlaqə

Bir reaksiya bir elektronun bir piondan sıçradığı kosmosa bənzər proses kimi tanınır. Zamana bənzər proses kimi tanınan ikinci reaksiya elektron və antielektronun toqquşması, bir-birini məhv etməsi və iki pion əmələ gəlməsidir.

“Nominal olaraq, bu iki proses tamamilə fərqli görünür” dedi Dudek. “Amma əslində, onlar eyni fizika ilə təsvir edilmişdir. Onların diaqramları bir növ bir-birinə nisbətən fırlanır. Felipe kvarklar və qlüonlar səviyyəsində edilən tək hesablamada onların hamar, sadə bir şəkildə bağlandıqlarını göstərdi.”

Bu ədədi hesablama eyni zamanda QCD tərəfindən təsvir edilən müxtəlif reaksiyaların bir-birinə bağlılığını nümayiş etdirərək kosmosa bənzər və zamana bənzər prosesləri təsvir edə bilir. Bu əlaqə eksperimental olaraq müşahidə edilsə də, indi fiziklərin bunu təsdiqləmək üçün riyaziyyatı var.

Orteqa-Qamanın əvvəlki işi bu ilkin hesablamaya təkan verdi. Təcrübədə hissəciklər toqquşduqdan sonra, toqquşma məhsulları detektorda tutulana qədər xaricə uçur və güclü qarşılıqlı təsirin, yəni “nəzəri sonsuzluğun” çatdığı məsafədən xeyli uzaq məsafə qət edir. Lakin mövcud hesablama gücü ilə məhdudlaşan ədədi hesablamalar zamanı bu hissəciklər güclü qarşılıqlı təsir diapazonundan bir neçə dəfə böyük olan sonlu qutuya yerləşdirilir.

“Bu, problemdir, çünki sonlu qutunun nəticələrini eksperimental detektorunuz tərəfindən ölçülən sonsuz həcm nəticələri ilə necə əlaqələndirmək olar?” Orteqa-Qama bildirib.

Bu problemi həll etmək üçün Briceño, Dudek və cəmiyyətin digər üzvləri formalizmi – riyazi əlaqələr toplusunu inkişaf etdirdilər ki, siz əlinizdə ədədi nəticələr əldə etdikdən sonra sonsuz həcmli proqnozlar verəcəksiniz.

Orteqa-Qama, Briceño ilə yanaşı, piondan fərqli olaraq, güclü qarşılıqlı təsir altında qeyri-sabit olan digər hadronların forma faktorlarını hesablamaq üçün bu formalizmi daha da inkişaf etdirdi.

“Felipenin bu qəzetdən əvvəl həqiqətən təsir edici formalizm sənədləri var idi” dedi Dudek. “Və mən deyərdim ki, bizim qəfəs QCD sahəsində ən güclü tədqiqatçılar həm formalizmdə təcrübəsi olan, həm də əslində ədədi hesablamalar aparan və ədədi məlumatlarla işləyənlərdir. Bu adam hər iki şeyi ən yüksək səviyyədə edə bilər.”

Onun fəlsəfə doktoru kimi. Məsləhətçi Dudek, bu layihə zamanı hesablamaları dəqiqləşdirmək və ideyalar ətrafında sıçrayış etmək üçün həftəlik Orteqa-Qama ilə görüşdü.

” Hesablamanın hər bir addımı üçün mən onunla əməkdaşlıq etmək üçün əlaqə saxlaya bilərdim ki, kodu bizim maraqlandığımız xüsusi tədqiqat növünə uyğunlaşdıra bilək” dedi Orteqa-Qama.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Nüvə fizikasında qarşılıqlı əlaqə

Həm Dudek, həm də Briceño, hadronların xüsusiyyətlərini hesablamaq üçün qəfəs QCD-dən istifadə edən Hadron Spectrum (HadSpec) əməkdaşlığının yüksək səviyyəli üzvləridir. Orteqa-Qamanın işində hesablama infrastrukturundan istifadə edilən əməkdaşlıq inkişaf etdirildi.

“Bu layihə bu əməkdaşlığın müxtəlif üzvləri ilə söhbətlərdən inkişaf etdi” dedi Orteqa-Qama.

Məsələn, HadSpec üzvü, Jefferson Laboratoriyasının Nəzəriyyə Mərkəzinin işçi alimi Robert Edvards qəfəs QCD hesablamalarını asanlaşdıran çoxlu kodlar dəsti işləyib hazırlayıb. Orteqa-Qama bu işdə bu kod bazasından, eləcə də Edvardsın təcrübəsindən istifadə etdi.

Nəhayət, bu əməkdaşlıqlar Orteqa-Qamanı indiki vəzifəsinə gətirib çıxardı: Kaliforniya Universitetində, Berklidə doktoranturadan sonrakı alim. O, hazırda UC Berkeley-də professor olan Briceño ilə QCD hesablamaları üzərində işləməyə davam etmək üçün 2024-cü ilin sentyabrında orada başladı.

Orteqa-Qama deyib: “Ph.D.-dən postdoktorluq aliminə keçidi asanlaşdırmaq üçün belə mühüm işin olması mütləq faydalı oldu”.

Daha çox məlumat: Felipe G. Ortega-Qama və digərləri, QCD şəbəkəsindən elastik bölgədən kənar zamana bənzər mezon forma faktorları, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.110.094505

Jurnal məlumatı: Physical Review D 

Thomas Jefferson National Accelerator Facility tərəfindən təmin edilmişdir