Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'ndaki RHIC hızlandırıcısındaki STAR işbirliğinden fizikçiler, protonun geleneksel yapısını sorgulayan veriler sundu. Science dergisinde yayımlanan yeni sonuçlara göre, maddenin kararlılığını belirleyen temel bir özellik olan baryon sayısı, sadece üç değerlikli kuark tarafından değil, onları birbirine bağlayan Y şekilli bir gluon konfigürasyonuyla da taşınabilir.
Geleneksel olarak, protonun içindeki üç kuarkın her birinin baryon sayısının üçte birini taşıdığı düşünülüyordu. Ancak RHIC'deki çekirdek çarpışmalarının analizi, bu basitleştirilmiş görüşün, demetlerin yönüne dik olarak fırlayan gözlemlenen baryon fazlalığını açıklamadığını gösterdi.
Araştırmacılar, baryon sayısının dağılımını aynı olaylardaki elektrik yükünün yeniden dağılımıyla karşılaştırdı. Yalnızca duran kuarklardan beklenebilecek olandan yaklaşık iki kat daha fazla baryon oluştuğu ortaya çıktı. Bu tutarsızlık, baryon sayısının ek bir transfer mekanizmasına işaret ediyor.
Bilim insanları bunu, 1970'lerde ilk kez önerilen gluonlardan oluşan bir yapı olan "baryonik bağlantı" ile ilişkilendiriyor. 1996 yılında Dmitri Kharzeev, baryon sayısının korunmasından kuarkların kendileri yerine bu Y şekilli konfigürasyonun sorumlu olabileceğini öne sürdü. STAR'ın yeni verileri bu hipotezi doğrulamaktadır.
Yüksek enerjili çarpışmalarda, gluon bağlantısı değerlikli kuarklardan daha kolay durur. Durdurulduğunda, vakumdan üç yeni kuark 'çeker' ve yeni bir baryon oluştururken, orijinal kuarklar demet boyunca hareketine devam eder. Bu mekanizma, detektörün orta bölgesindeki baryon fazlalığını daha iyi açıklar.
Baryon sayısının korunumu, protonların Evren'in yaşını aşan bir süre boyunca neden kararlı kaldığının nedenlerinden biridir. Bu aynı zamanda uzaydaki madde ve antimadde asimetrisiyle de ilişkilidir. Eğer gluonlar bu süreçte gerçekten kilit bir rol oynuyorsa, protonu üç kuarktan oluşan basit bir nesne olarak gören anlayışın gözden geçirilmesi gerekmektedir.
Brookhaven'dan fizikçi Rongrong Ma, "Sonuçlarımız, baryon sayısının sadece üç kuark arasında bölündüğü şeklindeki köklü fikre meydan okuyor" diye belirtiyor. Bu keşfin kuantum kromodinamiği modellerini ve erken Evren anlayışını tam olarak nasıl etkileyeceğini gelecekteki araştırmalar gösterecek.
