Ssylka

Как формируется спин протона: новый взгляд на роль глюонов

Фундаментальный вопрос о формировании спина протона получил новое освещение благодаря исследованиям коллаборации JAM (Jefferson Lab Angular Momentum). Долгое время физики пытались понять, как складывается значение спина протона, равное 1/2, из спиновых вкладов его составных частей – кварков и глюонов.
Как формируется спин протона: новый взгляд на роль глюонов
Изображение носит иллюстративный характер

Особое внимание в исследовании уделялось спиновому вкладу глюонов (∆g). Ранее существовала гипотеза о возможном отрицательном значении этого вклада, что создавало дополнительные сложности в понимании структуры протона. Новые данные, полученные с помощью анализа глубоконеупругих столкновений электронов с протонами, значительно снизили вероятность этого предположения.

Исследования проводились с использованием нескольких взаимодополняющих методов. Ученые применяли как экспериментальные данные с ускорителей Лаборатории Джефферсона и Брукхейвенской национальной лаборатории, так и теоретические расчеты на основе решеточной квантовой хромодинамики (КХД).

Спин, являясь квантовомеханическим свойством, не может быть описан простым механическим вращением. Это фундаментальная характеристика элементарных частиц, определяющая их поведение в квантовом мире. Протон, состоящий из кварков, связанных глюонами, демонстрирует сложную внутреннюю динамику спиновых взаимодействий.

Важную роль в исследовании сыграло международное сотрудничество. Ученые из Университета Аделаиды совместно с американскими коллегами провели комплексный анализ данных, полученных в различных экспериментах. Это позволило существенно уточнить представления о спиновой структуре протона.

Партонная модель, описывающая протон как совокупность кварков и глюонов, получила дополнительное подтверждение. При этом роль глюонов в формировании общего спина протона оказалась более однозначной, чем предполагалось ранее.

Дальнейшие исследования планируется проводить на новом электрон-ионном коллайдере. Этот ускоритель позволит получить более детальную информацию о внутренней структуре протона и механизмах формирования его спина. Полученные результаты могут иметь важное значение для развития квантовой хромодинамики и понимания фундаментальных свойств материи.


Новое на сайте