Ssylka

Прорыв в изучении спина протона: новое исследование исключает отрицательный спин глюонов

Фундаментальный вопрос о природе спина протона, который занимал умы физиков почти столетие, приблизился к своему разрешению. Международная группа исследователей из коллаборации Jefferson Lab Angular Momentum (JAM) опубликовала в Physical Review Letters результаты исследования, практически исключающие возможность отрицательного вклада глюонов в спин протона.
Прорыв в изучении спина протона: новое исследование исключает отрицательный спин глюонов
Изображение носит иллюстративный характер

С 1920-х годов известно, что протон обладает спином ½ – фундаментальным квантово-механическим свойством, характеризующим собственный момент импульса частицы. Ученые предполагают, что этот спин формируется за счет вкладов составляющих протон кварков и глюонов, а также их орбитального момента импульса.

Исследовательская группа, в которую вошли Уолли Мельничук, Нобуо Сато из Национальной ускорительной лаборатории Томаса Джефферсона, Николас Хант-Смит, Энтони Томас и Мартин Уайт из Университета Аделаиды, а также Кристофер Кокузза из Колледжа Уильяма и Мэри, провела комплексный анализ экспериментальных данных и расчетов решеточной КХД.

Ключевым параметром исследования стал ∆g – чистый вклад спина глюонов в общий спин протона. Хотя большинство физиков склонялись к положительному значению ∆g, годами сохранялась неопределенность относительно его знака из-за сложностей в экспериментальных и теоретических исследованиях.

В работе были использованы данные с ускорителя CEBAF в лаборатории Джефферсона и коллайдера RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. Особую роль сыграли эксперименты по глубоко неупругому рассеянию электронов на протонах и столкновения поляризованных протонов.

Параллельно коллаборация HadStruc под руководством Джо Карпи провела расчеты на суперкомпьютерах с использованием решеточной КХД, что позволило напрямую моделировать взаимодействия кварков и глюонов. «Спин – это особая характеристика квантового мира, складывающаяся из компонентов внутри протона», – поясняет Нобуо Сато.

Включение новых данных по глубоко неупругому рассеянию при высоких значениях x и отказ от некоторых теоретических допущений позволили исследователям практически исключить возможность отрицательного ∆g. Окончательную ясность в этот вопрос могут внести будущие эксперименты на модернизированном ускорителе CEBAF и строящемся электрон-ионном коллайдере в Брукхейвене.


Новое на сайте

18296Нейробиология пробуждения: как мозг переходит от сна к бодрствованию 18295Как сервис для получения SMS-кодов стал оружием для мошенников по всему миру? 18294Сообщения в iOS 26: от ИИ-фонов до групповых опросов 18293Почему для исправления «техношеи» нужно укреплять мышцы, а не растягивать их? 18292Как новорожденная звезда подала сигнал из эпицентра мощнейшего взрыва? 18291Нотный рецепт: как наука превращает музыку в обезболивающее 18290Что превращает кофейное зерно в идеальный напиток? 18289Как пробуждение древних микробов и тайны черных дыр меняют наше будущее? 18288Как 3500-летняя крепость в Синае раскрывает секреты египетской военной мощи? 18287Китайская кибергруппа Silver Fox расширяет охоту на Японию и Малайзию 18286Набор инструментов Kobalt на 297 предметов в Lowe's всего за $99 18285Анатомия вирусного успеха дубайского шоколада 18284Почему лемуры Мадагаскара нарушают общепринятые законы эволюции? 18283Капля крови против рака: новая эра диагностики онкологии 18282Как северокорейские хакеры создают универсальное кибероружие из двух вредоносных программ?