Прямые фотоны дают представление о динамическом движении глюонов

Ученые, стремящиеся исследовать изобилующий микромир кварков и глюонов внутри протонов и нейтронов, сообщают о новых данных, доставляемых частицами света. Легкие частицы или возникают непосредственно в результате взаимодействия кварка в одном протоне, сталкивающемся с глюоном в другом на коллайдере релятивистских тяжелых ионов (RHIC). Отслеживая эти «прямые фотоны», члены коллаборации PHENIX RHIC говорят, что они получают проблеск – хотя и нечеткий – поперечного движения глюонов в строительных блоках атомных ядер.


«Мы впервые экспериментально показываем потенциал того, что прямые измерения фотонов чувствительны к поперечному движению глюонов, и что мы можем использовать такие измерения, чтобы начать ограничивать вещи – чтобы уменьшить огромную неопределенность в наших знаниях о том, как ведут себя глюоны», – сказал Александр Базилевский, заместитель официального представителя Коллаборации PHENIX и Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Данные, опубликованные в Письма с физическими проверками, происходят из-за столкновений между пучками поляризованных протонов в RHIC, исследовательском центре Министерства энергетики США по ядерной физике, расположенном в Брукхейвенской лаборатории. RHIC – единственная установка в мире, способная управляемым образом сталкивать протоны с выровненными направлениями их вращения.

«Спиновая поляризация RHIC является важнейшим требованием для этого исследования. Она дает нам возможность установить, какой путь идет вверх, чтобы мы могли измерить движения других частиц относительно этого опорного направления», – объяснила из Брукхейвенской лаборатории Николь Льюис, чья работа над этим анализ лег в основу ее докторской диссертации. Тезис.

Как объяснил Льюис в приглашенной лекции на осеннем заседании Отделения ядерной физики Американского физического общества 12 октября 2021 года, понимание происхождения спина протона также является одной из основных целей исследования.

Спин протона или собственный угловой момент заставляет его действовать как крошечный стержневой магнит с двумя полюсами. Это свойство используется каждый день в магнитно-резонансной томографии (МРТ), где мощный внешний магнит изменяет выравнивание спинов протонов в наших телах, так что врачи могут видеть детали внутри. Но откуда берется спин – пока загадка.

Исследования, проведенные в RHIC и других местах, показывают, что спины кварков и спины глюонов вносят существенный вклад в спин протона, но этого недостаточно. Ожидается, что движение этих фундаментальных частиц внутри протонов также будет играть роль. Ожидается, что использование прямых фотонов для измерения того, как поперечное движение глюонов коррелирует с общим спином протона, поможет решить эту загадку.

Кроме того, изучение движения кварков и глюонов внутри протона поможет выявить детали взаимодействия между этими частицами. Эти взаимодействия регулируются сильной ядерной силой – самой сильной силой в природе – которая переносится глюонами и связывает кварки внутри протонов и нейтронов атомных ядер. Итак, изучение глюонов и сильного взаимодействия на самом деле связано с пониманием «клея», который связывает видимую материю – все, что состоит из атомов.

Недавно проанализированные данные PHENIX показывают, что прямые могут быть использованы для изучения движения глюонов внутри протона.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments