Quarks et antiquarks à haute impulsion ébranlent les fondements de la matière visible


Quarks et antiquarks à haute impulsion ébranlent les fondements de la matière visible

Vue d’artiste des dans le deutérium. Crédit photo : Ran Shneor

Deux études indépendantes ont mis en évidence des sous-structures inattendues dans les composants fondamentaux de toute matière. Des résultats préliminaires avec une nouvelle méthode de marquage pourraient expliquer l’origine du paradoxe nucléaire de longue date, ce qu’on appelle l’effet EMC. En attendant, les auteurs partageront les prochaines étapes suite à l’ récente d’antimatière asymétrique dans le proton.

Les deux groupes discuteront de leurs expériences au Thomas Jefferson National Accelerator Facility et au Fermilab du DOE lors de la réunion d’automne 2021 de la division APS de physique nucléaire.

Une étude fournit de nouvelles preuves de l’effet EMC, qui a été identifié il y a près de 40 ans lorsque des chercheurs du CERN ont découvert quelque chose de surprenant : les protons et les neutrons liés dans un noyau atomique peuvent modifier la composition interne des quarks et des gluons. Mais pourquoi de telles modifications se produisent et comment elles peuvent être prédites reste inconnue.

Pour la première fois, les scientifiques ont mesuré l’effet EMC en marquant les neutrons des spectateurs, ce qui a fait un grand pas dans la résolution du mystère.

« Nous présentons les résultats d’une nouvelle mesure transformatrice d’un nouvel observable qui donne un aperçu direct de l’origine de l’effet EMC », a déclaré Tyler T. Kutz, postdoctorant au Massachusetts Institute of Technology et chercheur postdoctoral Zuckerman à l’Université de Tel Aviv. qui annoncera les résultats lors de la réunion.

Dans le détecteur de neutrons à angle arrière (BAND) du Jefferson Lab, les neutrons de spectateurs marqués « divisent » la fonction d’onde nucléaire en différentes sections. Ce processus montre comment la quantité de mouvement et la densité affectent la structure des nucléons liés.

L’équipe a découvert des effets importants et imprévus. Des observations préliminaires fournissent une preuve directe que l’effet EMC est lié aux fluctuations des nucléons de densité locale élevée et de quantité de mouvement élevée.

« Les résultats ont un impact majeur sur notre compréhension de la structure QCD de la matière visible », a déclaré Efrain Segarra, un étudiant diplômé du MIT qui travaille sur l’expérience. La recherche pourrait révéler la nature du confinement, les interactions fortes et la composition de base de la matière.

Une équipe du Fermilab a trouvé des preuves que l’asymétrie de l’antimatière joue également un rôle crucial dans les propriétés des nucléons – une observation révolutionnaire faite plus tôt cette année. a été publié la nature. De nouvelles analyses montrent que dans le cas le plus extrême, un seul antiquark peut être responsable de près de la moitié de la quantité de mouvement d’un proton.

« Ce résultat surprenant montre clairement que l’antimatière est une partie importante du proton, même à des niveaux de quantité de mouvement élevés », a déclaré Shivangi Prasad, chercheur au Laboratoire national d’Argonne. « Cela montre l’importance des approches non perturbatives de la structure du bloc de construction de base de la matière, le proton. »

Prasad discutera de l’expérience SeaQuest qui a trouvé plus d’ « down » que d’antiquarks « up » dans le proton. Elle partagera également des recherches préliminaires sur la distribution du quark marin et des gluons.

« La collaboration SeaQuest a étudié le proton en lançant un faisceau de protons à énergie sur des cibles constituées d’hydrogène (essentiellement des protons) et de deutérium (des noyaux contenant des protons et des neutrons individuels) », a déclaré Prasad.

« Dans le proton, les quarks et les antiquarks sont maintenus ensemble par des forces nucléaires extrêmement puissantes – si grandes qu’elles peuvent générer des paires antimatière-matière-quark à partir de l’espace vide! » Mais les appariements subatomiques n’existent qu’un instant avant de s’annihiler.

Les résultats d’Antiquark ont ​​ravivé l’intérêt pour plusieurs explications précédentes de l’asymétrie de l’antimatière dans le proton. Prasad prévoit de discuter des mesures futures qui pourraient tester les mécanismes proposés.


Recherche sur les origines du spin du proton


Plus d’information:
J. Dove et al., L’asymétrie de l’antimatière dans le proton, la nature (2021). DOI : 10.1038 / s41586-021-03282-z

Réunion : web.mit.edu/dnp2021/

Fourni par l’American Physical Society

Citation: Quarks and antiquarks with high momentum shake the de la matière visible (2021, 13 octobre), consulté le 13 octobre 2021 sur https://phys.org/news/2021-10-quarks-antiquarks-high-momentum-foundations .html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

Laisser un commentaire