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.
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.
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.
