|
Будущий коллайдер будет изучать формы атомных ядер
|
|
|
|
Ученые разработали новый способ изучения формы атомных ядер и их внутренних строительных блоков. Метод основан на моделировании образования определенных частиц в результате высокоэнергетических столкновений электронов с ядерными мишенями. Такие столкновения будут происходить на будущем электрон-ионном коллайдере (EIC). Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Эти результаты показывают, что столкновения, в результате которых образуются исключительно одиночные мезоны (частицы, состоящие из кварка и антикварка), позволяют лучше понять крупномасштабную структуру ядра, например, его размер и форму. Это поможет выявить, насколько ядро напоминает сигару или блин. Мезоны с более высоким импульсом могут раскрыть структуру ядра на более коротких масштабах, включая расположение кварков и глюонов внутри протонов и нейтронов. Эта работа предполагает, что изучение мезонов, образующихся в столкновениях EIC, даст новое понимание структуры атомных ядер. Этот метод отличается от традиционных методов, таких как столкновение двух ядер при относительно низкой энергии и выбивание нейтрона или протона или возбуждение ядер в электромагнитном поле.
|
|
|
Эти традиционные методы чувствительны к распределению электрического заряда внутри ядер. Но новый метод дает представление о распределении глюонов — частиц, которые удерживают вместе кварки, из которых состоят эти более крупные строительные блоки ядра. Это делает этот метод более глубокой формой «рентгеновского видения» атомов. Эта работа теоретиков Брукхейвенской национальной лаборатории, Университета Ювяскюля в Финляндии и Государственного университета Уэйна обеспечивает теоретическую основу для изучения структуры ядра в будущем EIC. EIC — это современный исследовательский центр ядерной физики, строящийся в Брукхейвенской лаборатории. Исследование показывает, что столкновения EIC, которые производят исключительно одновекторные мезоны, будут чувствительны к детальной структуре ядерной мишени. При таких столкновениях цель может остаться целой или распасться. При его разрыве сечение, являющееся мерой вероятности того, что процесс произойдет, чувствительно к колебаниям мишени. Они могут быть вызваны флуктуациями положения нейтронов и протонов.
|
|
|
|
Новая работа показывает, что при деформации мишени эти колебания существенно модифицируются, изменяя измеряемое сечение. Поскольку измерения проводятся при гораздо более высокой энергии столкновения, чем традиционные эксперименты по структуре ядра, взаимодействия чувствительны к распределениям глюонов внутри протонов и нейтронов ядра. Измерение распределения глюонов внутри ядра, а не распределения электрического заряда, даст новое понимание того, чем эти два распределения отличаются и как распределение глюонов зависит от энергии, использованной для измерения. Этот метод открывает новое направление для исследований в EIC и может привести к получению важной информации, дополняющей информацию, полученную в результате традиционных экспериментов по структуре ядра. Это поможет ученым понять, как формы ядер развиваются с энергией, и предоставит новую информацию о структуре ядра, которая ранее была недоступна.
|
|
|
|
Источник
|
