Модификация кварк-глюонного распределения в ядрах с помощью коррелированных пар нуклонов

До сих пор существовало два параллельных описания атомных ядер: одно на основе протонов и нейтронов, которые мы можем видеть при низких энергиях, а другое, для высоких энергий, на основе кварков и глюонов. В дан6ной работе физикам удалось вывести эти два до сих пор разделенных мира вместе. Этот давний тупик был преодолен только сейчас в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Ее основными авторами являются ученые международной коллаборации nCTEQ по кварк-глюонным распределениям, в том числе из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове. Результаты столкновений атомных ядер с электронами достаточно хорошо воспроизводятся с использованием моделей, предполагающих существование только нуклонов для описания низкоэнергетических столкновений и только партонов для высокоэнергетических столкновений. Однако до сих пор эти два описания не удалось объединить в целостную картину. В своей работе физики из IFJ PAN использовали данные о столкновениях высоких энергий, в том числе собранные на ускорителе БАК в лаборатории ЦЕРН в Женеве. Основная цель заключалась в изучении партонной структуры атомных ядер при высоких энергиях, которая в настоящее время описывается партонными функциями распределения. Новый подход позволил учёным определить для 18 исследованных атомных ядер функции распределения партонов в атомных ядрах, распределения партонов в коррелированных парах нуклонов и даже количество таких коррелированных пар. Результаты подтвердили наблюдение, известное из экспериментов с низкими энергиями, о том, что большинство коррелирующих пар представляют собой пары протон-нейтрон (этот результат особенно интересен для тяжелых ядер, например, золота или свинца).

Лабораторная реализация релятивистских пучков парной плазмы

Плазма широко распространена в условиях глубокого космоса, ее производство в лабораторных условиях — сложная задача. Впервые, международная группа ученых, в том числе исследователи из Лаборатории лазерной энергетики (LLE) Рочестерского университета, экспериментально сгенерировала релятивистские электрон-позитронные парные плазменные пучки высокой плотности, производя на два-три порядка величины больше пар, чем сообщалось ранее. Выводы команды опубликованы в журнале Nature Communications. Этот прорыв открывает двери для последующих экспериментов, которые могут привести к фундаментальным открытиям о том, как работает Вселенная.

Не все струи в кварк-глюонной плазме излучают одинаково

В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review C, учёные измерили потери энергии струй с узкими и широкими структурами в КГП (кварк-глюонная плазма). Результаты впервые подтверждают, что плазма обрабатывает каждый зубец джета независимо только тогда, когда зубцы разделены критическим углом, достаточно большим для того, чтобы КГП могла взаимодействовать со струями как независимыми объектами. Впервые исследователи измерили потерю энергии, которую испытывают струи, пересекающие КГП, в зависимости от ее подструктуры, используя данные о столкновениях, собранные ATLAS, крупнейшим экспериментом по детектору частиц общего назначения на Большом адронном коллайдере.

Спины глюонов выровнены в том же направлении, что и спины протона, в котором они находятся

Новая публикация Коллаборации PHENIX на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) предоставляет убедительные доказательства того, что «спины» глюонов выровнены в том же направлении, что и спины протона, в котором они находятся. Результат, только что опубликованный в Physical Review Letters, предоставляет теоретикам новые данные для расчета того, какой вклад во вращение протона вносят глюоны — подобные клею частицы, удерживающие вместе кварки внутри протонов и нейтронов.

Расчет показывает, почему тяжелые кварки захватываются потоком

Используя одни из самых мощных в мире суперкомпьютеров, группа теоретиков добилась значительного прогресса в области ядерной физики — расчета «коэффициента диффузии тяжелых кварков». Это число описывает, как быстро расплавленный суп из кварков и глюонов — строительных блоков протонов и нейтронов, высвобождающихся при столкновениях ядер на мощных коллайдерах частиц, — передает свой импульс тяжелым кваркам. Ответ, оказывается, очень быстрый. Как описано в статье, только что опубликованной в Physical Review Letters, передача импульса от «освободившихся» кварков и глюонов более тяжелым кваркам происходит на пределе того, что допускает квантовая механика. Эти кварки и глюоны так сильно взаимодействуют с более тяжелыми кварками на коротком расстоянии, что они тянут «валуноподобные» частицы вместе со своим потоком.

Нуклоны в столкновениях тяжелых ионов вдвое меньше, чем ожидалось ранее

Новый анализ впервые включает экспериментально измеренную скорость реакции столкновений свинец-свинец. Анализ показал, что, если не учитывать измерение поперечного сечения, предпочтительны размеры нуклонов около 1 фм. Однако, когда учитывается поперечное сечение, это предпочтительное значение уменьшается примерно до 0,6 фм. Выводы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Эксперимент выявляет радиус массы протона при сильном взаимодействии

Физики-ядерщики, возможно, наконец определили, где в протоне находится большая часть его массы. Недавний эксперимент, проведенный в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона Министерства энергетики США, выявил радиус массы протона, который создается сильным взаимодействием кварков. Результат был недавно опубликован в Nature.

Анализ столкновений различных связанных состояний очарованного кварка и его аналога из антиматерии

Новый анализ, проведенный международной коллаборацией ALICE на LHC, исследует, как различные связанные состояния очарованного кварка и его аналога из антиматерии, также возникающие в этих столкновениях, зависят от кварк-глюонной плазмы. Результаты открывают новые возможности для изучения сильного взаимодействия — одной из четырех фундаментальных сил природы — в условиях экстремальной температуры и плотности кварк-глюонной плазмы.