Новый эксперимент на Большом адронном коллайдере пошел вразрез с принятыми представлениями о поведении глюонов в ядре
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Кварки часто называют фундаментальными строительными блоками материи. Но почти вся масса видимой Вселенной исходит из энергии глюонов. Эти элементарные частицы переносят так называемое сильное взаимодействие. Оно намертво склеивает кварки вместе внутри протонов и нейтронов. Изучение коллективного поведения глюонов — важная задача современной физики.
Ученые знают, что при повышении энергии плотность глюонов внутри ядра стремительно растет. Но этот рост не может быть бесконечным. Теория квантовой хромодинамики давно предсказывала явление «насыщения»: в какой-то момент глюоны упаковываются так плотно, что их способность множиться тормозится и они начинают сливаться друг с другом.
Долгие годы физикам не удавалось подтвердить эффект на практике. Результаты экспериментов можно было объяснить и альтернативной теорией — «ядерным затенением», при котором глюоны просто перекрывают друг друга, как слои облаков.
Международная коллаборация ALICE попыталась поставить точку в этом споре. Исследование проводили на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Результаты исследования опубликовали в журнале Physical Review Letters.
Ученые заставляли ядра свинца пролетать очень близко друг к другу на околосветовых скоростях. Сильнейшие электромагнитные поля летящих ядер действовали как пучки фотонов высоких энергий. Когда фотон ударялся о соседнее ядро, возникала короткоживущая частица под названием J/ψ («джей-пси»).
Измеряя параметры рождения таких частиц, физики смогли рассмотреть отдельные плотные сгустки глюонов. Размеры этих «горячих точек» были в несколько раз меньше одного протона. По словам ученых, эксперимент сработал как сверхмощный микроскоп с настраиваемым фокусом.
Исследователи провели замеры в широком диапазоне энергий — от 20 до 633 миллиардов электронвольт. Результаты их поразили: на самых мелких масштабах при максимальных энергиях частота рождения частиц J/ψ неожиданно резко снижалась. Уровень статистической значимости этого отклонения составил три сигмы — значит, уверенность ученых составляет 99,7%.
Эффект подавления не помог описать традиционный механизм «ядерного затенения», который успешно справлялся с более ранними данными. Зато график идеально совпал с математическими моделями «глюонного насыщения». При таких колоссальных энергиях глюоны в ядре свинца упакованы настолько плотно, что начинают сильно взаимодействовать друг с другом, сделали вывод ученые. Это физически ограничивает появление новых частиц в заданном объеме.
В итоге эксперимент впервые позволил различить две конкурирующие теории строения атомного ядра в экстремальных условиях. Физики получили подтверждение процесса насыщения глюонов.
Это приближает науку к разгадке того, как именно сильное взаимодействие формирует структуру и массу окружающего нас мира. Сами авторы научной работы отметили, что для окончательного понимания природы квантовых флуктуаций понадобятся новые расчеты и сбор данных в других энергетических диапазонах.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).
Почему один человек легко заводит друзей, а другой предпочитает держаться в стороне? Откуда берется привычка все планировать? Почему некоторые люди сомневаются в себе? Международный коллектив ученых проанализировал данные о геномах миллиона человек и выявил 1260 независимых генетических вариантов, связанных с основными пятью чертами личности человека. Результаты исследования показали, что на индивидуальные особенности личности влияет не только воспитание, опыт и окружающая среда, но также гены.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии