Ученые из международной коллаборации Jefferson Lab Hall A Tritium Collaboration сообщили о прорыве в понимании внутреннего строения нуклонов — протонов и нейтронов, составляющих атомные ядра. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Протоны и нейтроны состоят не только из трех основных кварков (up и down), но и из постоянно возникающих и исчезающих кварк–антикварковых пар, связанных глюонами. До сих пор оставалось загадкой, как именно распределяются импульс и спин между всеми этими частицами.
Эксперимент MARATHON проводился с использованием редкой и крайне сложной в обращении мишени — радиоактивного газообразного трития.
Физики бомбардировали мишени из трития, гелия-3 и дейтерия пучком электронов с энергией 11 ГеВ, регистрируя их неупругое рассеяние. Для анализа применялись два современных магнитных спектрометра зала А Jefferson Lab.
Ученые получили уникальные данные о структуре трития и гелия-3, “зеркальных ядер”. В них число протонов в одном ядре равно числу нейтронов в другом. Также впервые был измерен EMC-эффект для трития. Это явление, при котором внутренняя структура нуклонов в ядре меняется по сравнению со свободными нуклонами.
Результаты помогут уточнить модели квантовой хромодинамики и пролить свет на природу взаимодействий между нуклонами в легких ядрах.
“Это данные, которые, скорее всего, больше никогда не будут собраны, потому что работа с тритием чрезвычайно сложна и опасна. Они станут ключом к пониманию субатомной физики и помогут теоретикам проверить свои модели”, — отметил Макс Петратос, один из руководителей эксперимента.
Ранее физики создали кристаллы, парящие в пространстве-времени.