Упркос својој малој величини, протони су невероватно важни. Они се налазе у центру сваког атома у
Шта је протон?
Протон је једна од три елементарне честицекоја је обична материја изграђена. Протони су део атомских језгара. То је серијски број хемијског елемента у периодичној табели који је једнак броју протона у његовом језгру. Заједно са неутроном, протон је део свих атомских језгара, одређујући величину његовог електричног набоја.&нбсп;
Као&нбсп;већина честица,Протони имају спин који се понаша као сићушни магнети. Промена спина или поларитета протона може изгледати као научна фантастика - јер, у ствари, утиче на све у Универзуму. Међутим, то је основа технолошких открића која су постала саставни део нашег свакодневног живота. Захваљујући проучавању спина протона, људи имају технологије као што је магнетна резонанца (МРИ), непроцењив медицински дијагностички алат. Упркос таквим достигнућима, унутрашња структура протона остаје мистерија.
Зашто је то важно?
У суштини све око нас постојизахваљујући протонима. Па ипак, још увек не знамо много о њима. Једна од огромних мистерија коју научници желе да реше је ротација протона. Друга тајна је време његовог живота, о томе је раније писао Хи-Тецх.
Разумевање како и зашто се ротираПротон ће довести до технолошког напретка који сада изгледа нереално. Такође ће помоћи научницима да схвате снажну силу, основно својство које свим протонима, а самим тим и атомима, даје масу.
Они подржавају свемир: како функционишу четири главне силе природе
У чему је проблем?
Ротацију није лако разумети.проблем није тако једноставан. Прво, не можете једноставно узети протон и ставити га у Петријеву посуду. Као што знате, ротони су несхватљиво мали - њихов радијус једва достиже квадрилионти део метра, а видљива светлост пролази управо кроз њих. Штавише, немогуће је испитати њихову унутрашњост користећи најмоћније електронске микроскопе на свету.
Међутим, аутори нове студије приближавајунаучници да реше ову замршену мистерију протона. На пројекту су радили чланови Х1 Цоллаборатион, међународне групе која тренутно укључује 150 научника из 50 институција и 15 земаља. Седиште пројекта је у националном истраживачком центру ДЕСИ у Немачкој. Аутор нове студије развија алгоритме за машинско учење како би убрзао анализу података прикупљених коришћењем најмоћнијег електронско-протонског сударача на свету, ХЕРА. Радила је у ДЕСИ од 1992. до 2007. године.
Електронско-протонски сударач ХЕРА распршен иелектрона, а протона скоро брзином светлости. Честице су се директно судариле, што је могло да разбије протон на његове саставне делове: кваркове (приказане као зелене и љубичасте куглице на илустрацији изнад) и глуоне (приказане као црне калемове). Слика: ДЕСИ
Х1&нбсп;престао је да прикупља податкеу&нбсп;2007&нбсп;када је ХЕРА повучена из&нбсп;операције. Међутим, особље за сарадњу још увек анализира податке и објављује резултате у научним часописима.
Шта су научници урадили?
Када се користе конвенционалне рачунске методеМоже потрајати годину дана или више да се измере количине повезане са структуром протона и јаком силом, као што је колико честица настаје када се протон судари са електроном. И, ако физичар жели да проучава другу величину, на пример, брзину честица у трагу кварк-глуонског млаза, мораће да започне дуг процес рачунања изнова и сачека још годину дана.
Да би решили проблем, научници су користилимашинско учење. Нови инструмент заснован на овој ОмниФолд технологији може мерити више количина истовремено. Ово на крају скраћује време анализе са неколико година на неколико минута.
Како функционише?
OmniFold работает, одновременно используя нейронные сети для объединения компьютерных симуляций с данными. Напомним, нейронная сеть — это инструмент машинного обучения, который обрабатывает сложные данные, которые ученые не могут сделать вручную.
Поглед на ХЕРА тунел. Фото: ДЕСИ
Аутори нове студије први су користилиОмниФолд је приступио Х1 експерименталним подацима и објавио резултате у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс, а недавно је представио своје налазе на конференцији о дубоком нееластичном расејању (ДИС) 2022.
Помоћ за суперкомпјутер
Чтобы разработать OmniFold и проверить его способность работать с данным H1, физики задействовали новый суперкомпьютер Perlmutter, предназначенный для поддержки моделирования, анализа данных и экспериментов с искусственным интеллектом, которые требуют одновременного использования нескольких графических процессоров. Его разработку завершили в 2021 году.
Суперкомпьютер Perlmutter, который назван в честь космолога из лаборатории Беркли и лауреата Нобелевской премии Сола Перлмуттера, оснащен 128 графическими процессорами, которые работают одновременно.
Центральная задача вычислений — учет искажений детектора. Детектор H1 следит за частицами, но когда они пролетают «вокруг», а не через него, это может искажать данные.
Раньше одновременная коррекция всех искажений была невозможна из-за ограниченных вычислительных методов. Понимание субатомной физики и методов анализа данных продвинулось с 2007 года. И теперь ученые могут использовать новые идеи для анализа данных H1.
Шта је следеће?
Сегодня у физиков возобновился интерес к экспериментам HERA с частицами. Они надеются использовать данные, — и более точное компьютерное моделирование, основанное на таких инструментах, как OmniFold, — чтобы проанализировать результаты будущих электрон-протонных экспериментов, например, в коллайдере нового поколения Energy (англ. Energy’s next-generation Electron-Ion Collider, EIC).
Его построят в Брукхейвенской национальной лаборатории в партнерстве с Национальным ускорительным комплексом Томаса Джефферсона. Он станет мощной и универсальной «машиной», которая столкнет пучки поляризованных электронов высокой энергии с широким спектром ионов (или заряженных атомов) , включая поляризованные протоны и некоторые поляризованные ионы.
Как отметили разработчики OmniFold, однажды их метод поможет ученым ответить на все еще остающиеся вопросы о сильном взаимодействии. «Даже несмотря на то, что эта работа может не привести к практическому применению в ближайшем будущем, понимание строительных блоков природы очень важно. Если мы не проведем исследование сейчас, то никогда не узнаем, какие захватывающие новые технологические достижения принесут пользу обществам будущего», — заключают ученые.
Опширније:
Археолози су званично потврдили легенде из Библије
Испоставило се шта се дешава са ћелијама тела када срце умре
Старлинк сигнал је хакован да се користи као алтернатива ГПС-у