Кварковая модель дала трещину: физики в США доказали, что протонами управляют не кварки, а «клей» из глюонов

Группа исследователей под руководством ведущего научного сотрудника Брукхевенской национальной лаборатории (США) Жуаня Лицзюаня провела серию экспериментов на коллайдере RHIC, которые поставили под сомнение устоявшиеся представления о внутреннем устройстве протона.

Учёные столкнули частицы света с ядрами атомов золота, а также ионы этого металла, чтобы разделить влияние кварков и глюонов на свойства разрушенных протонов. В итоге они зафиксировали аномалии в передаче барионного числа между «осколками» частиц, которые невозможно объяснить в рамках классической кварковой модели, но которые полностью согласуются с альтернативной теорией «барионного узла».

Долгое время считалось, что протоны состоят из трёх кварков, взаимодействия между которыми придают частице её физические характеристики. Однако ещё в 1980-х годах учёные обнаружили отклонения от предсказаний теоретиков, что породило дискуссии о реальном количестве кварков в протоне и их роли.

Согласно новой гипотезе, которую теперь подтверждают эксперименты, определяющую функцию выполняет не «тройка» основных кварков, а глюонная Y-образная структура, соединяющая их и влияющая на барионное число — ключевую характеристику элементарных частиц.

Коллайдер RHIC, построенный в 2000 году для изучения столкновений тяжёлых ионов и поиска ответа на вопрос об отсутствии антиматерии во Вселенной, вновь пригодился для фундаментальной науки. Теперь физики намерены продолжить исследования: подтвердить открытие помогут новые опыты на обновлённом Большом адронном коллайдере, а также на строящемся электронно-позитронном коллайдере EIC. Это позволит уточнить, как именно глюоны определяют фундаментальные свойства протона и насколько радикально придётся пересматривать школьные учебники по физике.

Ранее российские нейробиологи перевернули представление об импульсивности. Российские физики разработали высокоточные детекторы для лечения рака глаза.