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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка