Физики впервые использовали кварки и глюоны для описания свойств атомного ядра
Исследователям впервые удалось применить теоретические модели так, чтобы описать свойства атомных ядер через кварки и глюоны. До сих пор ученые пользовались для этого только протонами и нейтронами.
Прошло почти 100 лет с момента открытия основных компонентов ядер атомов: протонов и нейтронов. Изначально они считались неделимыми, но в 1960-х годах ученые предположили, что при исследованиях на достаточно высоких энергиях протоны и нейтроны раскроют свою внутреннюю структуру — присутствие кварков, постоянно удерживаемых глюонами.
Вскоре существование кварков подтвердили экспериментально. Однако никому не удалось воспроизвести с помощью кварк-глюонных моделей результаты ядерных экспериментов на низких энергиях, когда в атомных ядрах видны только протоны и нейтроны.
Эксперименты показывают, что при относительно низких энергиях атомные ядра ведут себя так, будто они состоят из нуклонов — протонов и нейтронов, — тогда как при высоких энергиях в атомных ядрах «видны» кварки и глюоны. Результаты столкновений атомных ядер с электронами достаточно хорошо воспроизводятся с использованием моделей, предполагающих существование только нуклонов для описания низкоэнергетических столкновений или только партонов — кварков и глюонов — для высокоэнергетических столкновений. Этот многолетний тупик преодолели ученые из международной коллаборации nCTEQ по кварк-глюонным распределениям.
Физики из Института атомной физики Польской академии наук воспользовались данными о высокоэнергетических столкновениях, включая собранные на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Основной целью стало изучение партонной структуры атомных ядер на высоких энергиях, которая сегодня описывается функциями распределения партонов (parton distribution functions, PDFs).
Эти функции используются для отображения распределения кварков и глюонов внутри протонов и нейтронов и по всему атомному ядру. С помощью функций PDF для атомного ядра можно экспериментально определить вероятность образования конкретной частицы при столкновении электрона или протона с ядром.
Предложенный в новой научной работе подход расширяет описание функций распределения партонов. Ученые вдохновились применяемыми для описания низкоэнергетических столкновений ядерными моделями. В них предполагается, что протоны и нейтроны объединяются в сильно взаимодействующие коррелированные пары нуклонов: протон — нейтрон, протон — протон и нейтрон — нейтрон.
Новый подход позволил определить для 18 изученных атомных ядер функции распределения партонов в атомных ядрах, распределения партонов в коррелированных парах нуклонов и даже количество таких коррелированных пар. Результаты подтвердили наблюдение, известное из низкоэнергетических экспериментов: большинство коррелированных пар — это пары протон — нейтрон.
Преимущество предложенного подхода заключается в том, что он обеспечивает более точное описание экспериментальных данных по сравнению с традиционными методами, используемыми для определения распределений партонов в атомных ядрах. Исследователи внесли улучшения для моделирования явления спаривания определенных нуклонов. Они признали, что этот эффект может иметь значение на уровне партонов. Это дало концептуально упростить теоретическое описание, что в будущем должно позволить нам точнее изучать распределения партонов для отдельных атомных ядер.
Согласие теоретических предсказаний с экспериментальными данными означает, что, применяя партонную модель и данные из области высоких энергий, впервые удалось воспроизвести поведение атомных ядер. До сих пор оно объяснялось исключительно нуклонным описанием и данными низкоэнергетических столкновений. Результаты описанных исследований открывают новые перспективы для лучшего понимания структуры атомного ядра, объединяя его высоко- и низкоэнергетические аспекты.
Научная работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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