புரோட்டான் சுழற்சியின் தோற்றத்தை ஆய்வு செய்தல்

புரோட்டான் அதன் சுழற்சியை எங்கிருந்து பெறுகிறது? இந்த கேள்வி இயற்பியலாளர்களை குழப்பத்தில் ஆழ்த்தியது, 1980 களில் சோதனைகள் ஒரு புரோட்டானின் சுழற்சியில் மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே அணுக்கருவின் மிக அடிப்படையான கட்டுமானத் தொகுதி ஆகும். DOE இன் ப்ரூக்ஹேவன் தேசிய ஆய்வகத்தில் அணு இயற்பியல் ஆராய்ச்சிக்கான அமெரிக்க அறிவியல் துறை பயனர் வசதிக்கான Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) இல் சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட புரோட்டான்களின் மோதல்கள் இந்த மர்மத்தை தீர்க்க உதவுகின்றன.

அக்டோபர் 12, 2021 அன்று அணு இயற்பியலின் APS பிரிவின் 2021 கருத்தரங்கில் ஆர்ஹிக் சுழல் திட்டத்தின் சமீபத்திய முடிவுகளை அழைக்கப்பட்ட உரையில் ப்ரூக்ஹேவன் ஆய்வக இயற்பியலாளர் நிக்கோல் லூயிஸ் முன்வைத்தார். முடிவுகள் அதே நாளில் இயற்பியலில் வெளியிடப்படும் மறுபரிசீலனை கடிதங்களில் வெளியிடப்படும்.

“துருவப்படுத்தப்பட்ட புரோட்டான் கற்றைகளை இயக்கக்கூடிய உலகின் முதல் மற்றும் ஒரே மோதலானது RHIC ஆகும்” என்று லூயிஸ் கூறினார். “ஆரம்ப சுழல் மர்மத்தை வெளிப்படுத்தியது போன்ற முந்தைய நிலையான இலக்கு சோதனைகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக மோதல் ஆற்றல்களில் சுழல் அளவீடுகள் செய்ய முடியும் என்பதே இதன் பொருள். புரோட்டானின் சுழற்சியானது பீமின் திசையில் (நீளமான துருவமுனைப்பு) இருக்கும். புரோட்டான் சுழற்சியின் அளவு அதன் குவார்க்ஸ் மற்றும் குளுவான்களின் சுழற்சியின் காரணமாக எவ்வளவு என்பதை ஆய்வு செய்தனர்.

லூயிஸ் RHIC இன் ஸ்டார் மற்றும் பீனிக்ஸ் டிடெக்டர்களின் தரவுகளின் அடிப்படையில் புரோட்டான் சுழற்சிக்கான குவார்க் மற்றும் குளுவான் பங்களிப்புகளின் புதிய அளவீடுகளை வழங்கும். குளுவான்கள் என்பது பசை போன்ற சக்தி-கேரியர் துகள்கள் ஆகும், அவை புரோட்டான்கள் மற்றும் பிற ஹட்ரான்களுக்குள் திறம்பட செயல்படுகிறது. குளுவான்களின் சுழல் பங்களிப்பைப் பற்றிய விரிவான ஆய்வுகளை அனுமதிக்கும் முதல் வசதி RHIC ஆகும்.

லூயிஸின் பேச்சு, நேர்மாறான துருவப்படுத்தப்பட்ட புரோட்டான் மோதல்களின் புதிய முடிவுகளையும் உள்ளடக்கும். அங்கு புரோட்டான் சுழல் “மேல்நோக்கி” திசையில் சீரமைக்கப்படுகிறது. இந்த மோதல்கள் விஞ்ஞானிகளை புரோட்டானின் முப்பரிமாண உள் கட்டமைப்பை ஆராய அனுமதிக்கிறது.

கூடுதலாக, லூயிஸ் எதிர்காலத்தில் சுழல் அளவீட்டு வாய்ப்புகளை STAR-க்கு சமீபத்திய “முன்னோக்கி மேம்படுத்தல்” மற்றும் வரவிருக்கும் sPHENIX பரிசோதனையைப் பயன்படுத்தி விவாதிப்பர். இது ஃபீனிக்ஸின்(sPHENIX) முக்கிய மாற்றம் – இது 2023 இல் தரவைச் சேகரிக்கத் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Bines, S. D., Tomasovic, S. P., Frazer, J. W., Leveque, J., Boddie, A. W., & Dennis, L. (1987). Proton NMR examination of tumor cells of high or low metastatic potential. Clinical & experimental metastasis, 5(3), 259-274.
• Tori, K., & Nakagawa, T. (1964). Carbon-13 Proton Spin Coupling Constants in Heteroaromatic Molecules. The Journal of Physical Chemistry, 68(11), 3163-3169.
• Freed, D. M., Khan, A. K., Horanyi, P. S., & Cafiso, D. S. (2011). Molecular origin of electron paramagnetic resonance line shapes on β-barrel membrane proteins: the local solvation environment modulates spin-label configuration. Biochemistry, 50(41), 8792-8803.
• Cheng, H. Y. (1996). Status of the proton spin problem. International Journal of Modern Physics A, 11(29), 5109-5181.