Физики обнаружили скрытую структуру глюонов внутри протонов, которая может изменить учебники

Отредактировано: Tatyana Hurynovich

Gluons, not quarks, are the true custodians of the macrocosm’s finite nuclear-matter budget. RHIC’s swan-song data just exposed the sticky Y-junction that has locked baryon number in place since the Big Bang. Brand-new STAR Collaboration results show that the quantum label making

Image
Reply

Физики из коллаборации STAR на ускорителе RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории представили данные, которые ставят под сомнение привычную картину строения протона. Согласно новым результатам, опубликованным в журнале Science, барионное число — фундаментальное свойство, определяющее стабильность материи, — может переноситься не только тремя валентными кварками, но и Y-образной конфигурацией глюонов, соединяющих их.

Традиционно считалось, что каждый из трёх кварков внутри протона несёт по одной трети барионного числа. Однако анализ столкновений ядер на RHIC показал, что это упрощённое представление не объясняет наблюдаемый избыток барионов, вылетающих перпендикулярно направлению пучков.

Исследователи сравнили распределение барионного числа с перераспределением электрического заряда в тех же событиях. Оказалось, что барионов образуется примерно вдвое больше, чем можно было бы ожидать, исходя только из остановившихся кварков. Это несоответствие указывает на дополнительный механизм переноса барионного числа.

Учёные связывают его с «барионным соединением» — структурой из глюонов, впервые предложенной в 1970-х годах. В 1996 году Дмитрий Харзев предположил, что именно эта Y-образная конфигурация, а не сами кварки, может отвечать за сохранение барионного числа. Новые данные STAR подтверждают эту гипотезу.

В высокоэнергетических столкновениях глюонное соединение легче останавливается, чем валентные кварки. Остановившись, оно «вытягивает» из вакуума три новых кварка и формирует новый барион, в то время как исходные кварки продолжают движение вдоль пучка. Такой механизм лучше объясняет избыток барионов в средней области детектора.

Сохранение барионного числа — одна из причин, почему протоны остаются стабильными на протяжении времени, превышающего возраст Вселенной. Оно также связано с асимметрией материи и антиматерии в космосе. Если глюоны действительно играют ключевую роль в этом процессе, то представление о протоне как о простом объекте из трёх кварков требует пересмотра.

«Наши результаты бросают вызов давно устоявшейся идее, что барионное число просто делится между тремя кварками», — отмечает физик Ронгронг Ма из Брукхейвена. Как именно это открытие повлияет на модели квантовой хромодинамики и на понимание ранней Вселенной, покажут дальнейшие исследования.

48 Просмотров

Источники

  • Physicists Discover a Hidden Gluon Structure Inside Protons That Could Rewrite Textbooks

Комментарии

Читайте больше статей по этой теме:

Korea Aerospace Industries says its AI module on the 12U BEE-1012 CubeSat, launched on Nuri Oct 7, passed an orbital pilot Oct 20. Given a simulated fault, it diagnosed cause and scope and sent back a fix plan. A main demo starts in December. Image Credit: Yonsei University

Image
Reply

Great paper from Anthropic on AI agents doing ML-for-science research. (bookmark it) If you build AI-scientist systems, this one is worth your time. They propose Agent4Sci, which gives frontier coding agents 20 scientific ML benchmarks across 11 domains and asks them to beat

Image
Reply
Вы нашли ошибку или неточность?Мы учтем ваши комментарии как можно скорее.