Теперь физики из Тель-Авивского университета, Массачусетского технологического института (MIT) и Национального ускорительного комплекса Томаса Джефферсона знают, почему кварки, строительные блоки Вселенной, движутся медленнее внутри атомных ядер.
«Исследователи искали ответ на этот вопрос в течение 35 лет», – говорит проф.
Эли Пясецки из Школы физики и астрономии Раймонда и Беверли Саклер при ТАУ. Проф. Пясецкий; Мейтал Дуэр, также из Физической школы ТАУ; и проф.
Или курица, доктор. Барак Шмуклер и доктор.
Аксель Шмидт из Массачусетского технологического института возглавил международное сотрудничество CLAS в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона, чтобы найти объяснение эффекта ЭМС. Их выводы были опубликованы 20 февраля в журнале Nature.
Исследователи обнаружили, что скорость кварка зависит от количества протонов и нейтронов, образующих короткодействующие коррелированные пары в ядре атома. Чем больше таких пар в ядре, тем больше количество медленных кварков в протонах и нейтронах атома.
Атомы с более крупными ядрами по своей природе имеют больше протонов и нейтронов, поэтому они с большей вероятностью будут иметь большее количество пар протон-нейтрон.
Команда пришла к выводу, что чем крупнее атом, тем больше пар он может содержать. Это приводит к более медленному движению кварков в этом конкретном атоме.
«В короткодействующих коррелированных парах или парах SRC протоны и нейтроны атома могут объединяться в пары постоянно, но только на мгновение, прежде чем расщепиться и разойтись», – объясняет Дуэр. "Во время этого короткого высокоэнергетического взаимодействия кварки в их соответствующих частицах могут иметь большее пространство для игры."
Новое объяснение команды может помочь осветить тонкие, но важные различия в поведении кварков, самых основных строительных блоков видимого мира.
Для исследования ученые использовали большой приемный спектрометр или детектор CLAS, четырехэтажный сферический детектор частиц, в эксперименте, проводившемся в течение нескольких месяцев на установке непрерывного электронного пучка (CEBAF) в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона. В эксперименте были собраны миллиарды взаимодействий между электронами и кварками, что позволило исследователям вычислить скорость кварка в каждом взаимодействии на основе энергии электрона после его рассеяния и сравнить среднюю скорость кварка между различными атомами.
«Эти высокоимпульсные пары являются причиной этих медленных кварков», – сказал проф. Хен объясняет. "Насколько замедляется скорость кварка, зависит от количества пар SRC в атомном ядре. Кварки в свинце, например, были намного медленнее, чем кварки в алюминии, которые сами по себе были медленнее, чем железо, и т. Д."
Исследование финансировалось U.S. Министерство энергетики, Национальный научный фонд, Израильский научный фонд и Израильская комиссия по атомной энергии.
В настоящее время команда разрабатывает эксперимент, в котором они надеются определить скорость кварков, особенно в парах SRC.