Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Протоны и нейтроны, совместно именуемые нуклонами, находятся под пристальным вниманием физиков, стремящихся узнать о них как можно больше. В результате последних исследований были получены новые данные о внутренней структуре нейтрона.
Десятилетнее исследование приводит к революционным открытиям в ядерной физике
Результаты последних экспериментов, опубликованные в Physical Review Letters, демонстрируют значительный прорыв. По словам авторов исследования, впервые удалось зафиксировать нейтрон в реакции подобного типа, что открывает многообещающие перспективы для дальнейшего изучения нуклонов.
Это может привести к более глубокому пониманию структуры и спина как нейтронов, так и протонов. Нуклоны состоят из глюонов и кварков, однако до сих пор оставалось загадкой их точное расположение внутри нуклонов. Не была полностью также ясна и их роль в формировании общего спина нуклона.
Для преодоления этого пробела в знаниях физики использовали установку CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility). С помощью её учёные смогли идентифицировать продукты рассеяния.
Во время одного из экспериментов электрон взаимодействовал с нуклоном-мишенью, причём последний поглощал часть энергии электрона и излучал фотон, не подвергаясь разрушению. В итоге физики смогли идентифицировать участвовавший в столкновении нуклон, испущенный им фотон и электрон, вступивший во взаимодействие с нуклоном.
Нуклоны, а точнее, их строение, стали объектом исследования учёных, использовавших новый детектор. Нейтроны в этих условиях сложно обнаружить из-за их склонности рассеиваться под углом 40 градусов от линии пучка.
Поэтому потребовался альтернативный подход к решению проблемы. Помощь пришла в виде нового детектора, установленного в 2017 году. И хотя первые результаты его работы были вполне удовлетворительными, возникло осложнение в виде протонного загрязнения.
К счастью, проблему удалось решить с помощью инструмента, основанного на машинном обучении. Физики получили возможность детектировать нейтроны, участвующие в реакции. Важно напомнить, что кварки делятся на верхние и нижние, причём протон содержит два верхних кварка и один нижний, а нейтрон – два нижних кварка и один верхний.
Историческим аспектом последних достижений исследователей стало разделение распределений для верхних и нижних кварков. Теперь учёные планируют провести ещё более точные измерения, хотя даже текущие результаты являются поводом для радости. Тем более что создание ключевого для исследования детектора заняло десять лет. Терпение определённо окупилось!