Fizycy opisali wpływ skorelowanych par nukleonów na rozmieszczenie kwarków i gluonów wewnątrz jąder atomowych. Naukowcy wykorzystali dane z eksperymentów wysokoenergetycznych i pokazali, jak wiązania parowe między protonami i neutronami wewnątrz jąder zmieniają ich strukturę na poziomie partonów. Praca została opublikowana w czasopiśmie Physical Review Letters.
Fizycy badają budowę jąder atomowych od wielu dziesięcioleci, gdzie oddziaływania pomiędzy tworzącymi je protonami i neutronami opisuje teoria chromodynamiki kwantowej. Wcześniej naukowcy skupiali się na poszczególnych nukleonach w jądrze i tworzyli modele ich zachowania przy wysokich energiach. Niedawno jednak odkryto, że wewnątrz jąder tworzą się krótkotrwałe pary nukleonów o silnej wzajemnej korelacji, co ma istotny wpływ na rozmieszczenie cząstek i ogólne właściwości jąder. Jednak jak dotąd nie opisano wpływu tego wpływu na rozmieszczenie kwarków i gluonów w jądrze.
Fizycy z Niemiec, Izraela, USA i Francji pod przewodnictwem Andrew Dennistona (A.W. Denniston) z Massachusetts Institute of Technology i Thomasa Ježo (T. Ježo) z Uniwersytetu w Münster opisali wpływ skorelowanych par nukleonów na rozkład partonów w jądrach. W tym celu naukowcy przeprowadzili szczegółową analizę oddziaływań nukleonów w oparciu o dane dotyczące głęboko niesprężystego rozpraszania leptonów, produkcji bozonów W i Z, a także efektu Drella-Jahna. Badacze wprowadzili do obliczeń nie tylko pojedyncze nukleony, jak w podejściu klasycznym, ale także korelacje par, co umożliwiło skonstruowanie modelowego obrazu struktury kwarków i gluonów w parach nukleonów.
W rezultacie naukowcom po raz pierwszy udało się zidentyfikować uniwersalne parametry dla kwarków i gluonów w parach skorelowanych nukleonów, potwierdzając unikalne właściwości takich wiązań w jądrach. Okazało się, że pary nukleonów znacząco wpływają na rozkład cząstek elementarnych, zwłaszcza na wysokich poziomach energii. Zdaniem autorów ich wyniki potwierdzają także hipotezę o dominacji par proton-neutron w większości jąder, szczególnie przy wysokich energiach.
Fizycy wierzą, że wyniki ich badań pomogą w badaniu natury jąder atomowych oraz relacji między strukturami jądrowymi i kwarkowymi. O tym, jak fizycy badają jądra atomów i ulepszają teorię, pisaliśmy na przykładzie badania promienia ładunku izotopów niklu.