Впервые физики описали свойства атомного ядра с помощью кварков и глюонов
Прошло почти сто лет с тех пор, как были открыты главные компоненты ядра атома: протоны и нейтроны. Вначале эти частицы считали неделимыми, но в 1960-х ученые предположили, что при достаточно высоких энергиях протоны и нейтроны должны раскрыть свою внутреннюю структуру – кварки, удерживаемые глюонами. Вскоре существование кварков было подтверждено экспериментально. Тем не менее, долгое время никто не мог воспроизвести с кварк-глюонными моделями результаты экспериментов при низких энергиях, когда в атомных ядрах видны только протоны и нейтроны, https://www.eurekalert.org/news-releases/1061125 EurekAlert.
«До сих пор было два параллельных описания атомных ядер: одно, основанное на протонах и нейтронах, которые мы можем видеть при низких энергиях, и другое для высоких энергий, основанное на кварках и глюонах. В нашей работе мы сумели объединить два этих отдельных мира», - сказал Александр Кузина из Академии наук Польши, один из участников проекта.
Ученые использовали данные столкновений частиц в коллайдерах, в частности, Большого адронного коллайдера ЦЕРН. Основной их задачей было исследование партонной (относящейся к кваркам, антикваркам и глюонам) структуры атомных ядер при высоких энергиях, описанной функциями партонного распределения. Эти функции применяются для картирования распределения кварков и глюонов внутри протонов и нейтронов и в атомном ядре. С их помощью можно выделить экспериментально измеримые параметры, к примеру, вероятность создания определенной частицы в коллайдере.
С теоретической точки зрения, суть предложенной инновации заключается в увеличении зоны охвата функций партонного распределения. На сновании 18 изученных атомных ядер новый подход позволил определить функцию партонного распределения в атомных ядрах, партонное распределение в коррелированных нуклонных парах и даже количество таких пар.
Результаты согласуются с данными прошлых экспериментов, утверждающих, что большинство коррелированных пар – это протон-протонные пары. Другое преимущество предложенного учеными подхода в том, что он лучше описывает экспериментальные данные, чем традиционные методы описания партонного распределения в атомных ядрах.
Год назад группа ученых проекта ATLAS, одного из основных экспериментов БАК, впервые наблюдали запутанность между парами истинных кварков. Это https://hightech.plus/2023/10/12/fiziki-nablyudali-kvantovuy... показывает, что запутанность может возникать при намного более высоких энергиях, по сравнению с энергиями, обычными для лабораторных экспериментов.