¿En qué experimento los protones parecían consistir en una cantidad infinita de quarks?

Gracias por encontrar este increíble video histórico.

Está hablando del experimento de protones de electrones de dispersión inelástica profunda en SLAC. Esto mostró evidencia de que los electrones de alta energía se dispersaron en partículas cargadas en forma de puntos dentro del protón, que Feynman denominó 'partones'. Tomó algún tiempo establecer que estos partones son lo mismo que los quarks, que se había postulado para dar sentido a los patrones de mesones y bariones. Ahora entendemos que son lo mismo, pero que el protón consta de tres quarks de 'valencia' (arriba arriba abajo) más un 'mar' de quarks y antiquarks que los electrones dispersarán (así como los gluones). Entonces, en cierto sentido, hay tres quarks en un protón y, en cierto sentido, hay un número infinito.

Las mediciones de SLAC fueron confirmadas por experimentos posteriores, particularmente el anillo de protones de electrones HERA en DESY, con mucho más detalle. En particular, la evidencia temprana de 'escala': que la dispersión dependía solo de$x$, la fracción del momento del protón incorporada en el Parton atascado, y no en$Q^2$, la masa del fotón virtual intercambiado resultó ser incorrecta. El experimento simplemente analizó una región donde era aproximadamente cierto, y tal vez eso nos engañó por un tiempo. Pero aparte de eso, los resultados se mantienen, y ahora entendemos que la contradicción que desconcertaba a Feynman en el video no es una contradicción después de todo.

La respuesta de RogerBarlow es correcta, aquí quiero elaborar entre el conocimiento experimental actual del contenido de un protón y el conocimiento en el momento en que se tomó el video (¿antes de 1970? parece lo suficientemente joven).

Esta es la imagen instantánea del protón tal como lo conocemos ahora.

Los tres quarks de valencia están allí, dentro del mar de gluones y parejas de quarks y antiquarks continuamente, debido a la interacción cromodinámica cuántica que aparece y desaparece.

Las funciones de distribución de partones de los constituyentes se han medido en muchos experimentos, por ejemplo :

Funciones de distribución de partones en el protón extraído de los datos H1. Las distribuciones gluon g y sea S están escaladas por un factor de 0,01. Las incertidumbres incluyen incertidumbres experimentales (internas) y del modelo (medias) y las variaciones de parametrización (externas).

y confirmo la estructura QCD , y sí, dependiendo de la transferencia de energía puede haber una infinidad de quarks, antiquarks y gluones en el protón (generalmente hadrones). Esto es ahora.

Cuando se tomó el video, Feynman había propuesto el modelo de partón en ese momento, que tuvo éxito.

El modelo parton fue propuesto por Richard Feynman en 1969 como una forma de analizar las colisiones de hadrones de alta energía. 2 Cualquier hadrón (por ejemplo, un protón) puede considerarse una composición de varios constituyentes puntuales, denominados "partones". Bjorken y Paschos aplicaron inmediatamente el modelo de partón a la dispersión inelástica profunda electrón-protón.

En la década de 1970, el modelo Parton ajustó datos de dispersión excepto en momentos transversales altos , que fue la primera indicación experimental para la teoría de QCD que predijo distribuciones con momentos transversales altos.

Feynman se mostró reacio a aceptar el modelo de quarks, que dependía de las simetrías descubiertas en la vía óctuple . Es por eso que él está discutiendo en el video acerca de 3 partículas, etc., su modelo de partones tenía infinito, de acuerdo con la energía suministrada, y quería rechazar el modelo de quarks por reducción al absurdo. En 1980, cuando QCD de ajustar datos inelásticos profundos, derrocó el modelo de partones, se vio obligado a aceptar que los partones propuestos en su modelo eran toda esta sopa de quarks, antiquarks y gluones.

Volviendo a la pregunta, dices:

Richard Feynman dice que en algún experimento parece que el protón debería consistir en una cantidad infinita de quarks.

Está hablando de su modelo de partones, no de quarks, cuyos quarks, tres por cada nucleón, eran en ese momento una propuesta para explicar las simetrías obtenidas en resonancias de interacción fuerte. No se consideraban partones en ese momento, ya que eran solo tres, en el modelo de quark del protón. . Ahora se llaman quarks de valencia, para contrastar con los marinos.

¿Qué es este caso que está mencionando? ¿Está resuelto ahora?

Entonces sí, se resuelve aceptando que los partones son los quarks, antiquarks y gluones en la sopa dominada por QCD dentro de la bolsa que es el protón.