Fizycy opisali wpływ skorelowanych par nukleonów na rozmieszczenie kwarków i gluonów wewnątrz jąder atomowych. Naukowcy wykorzystali dane z eksperymentów wysokoenergetycznych i pokazali, w jaki sposób wiązania parowe między protonami i neutronami wewnątrz jąder zmieniają ich strukturę na poziomie partonów. Pracę opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters.
Fizycy od wielu dziesięcioleci zajmują się badaniem struktury jąder atomowych, a oddziaływania między tworzącymi je protonami i neutronami opisuje teoria chromodynamiki kwantowej. Wcześniej naukowcy skupiali się na pojedynczych nukleonach w jądrze i tworzyli modele ich zachowania przy wysokich energiach. Niedawno odkryto jednak, że wewnątrz jąder tworzą się krótkotrwałe pary nukleonów o silnej wzajemnej korelacji, które mają istotny wpływ na rozkład cząstek i ogólne właściwości jąder. Jak dotąd nie opisano jednak tego wpływu na rozmieszczenie kwarków i gluonów w jądrze.
Fizycy z Niemiec, Izraela, USA i Francji pod kierownictwem Andrew Dennistona (A. W. Dennistona) z Massachusetts Institute of Technology i Thomasa Ježo (T. Ježo) z Uniwersytetu w Münster opisali wpływ skorelowanych par nukleonów na rozkład partonów w jądrach. Aby to zrobić, naukowcy przeprowadzili szczegółową analizę oddziaływań nukleonów, bazując na danych dotyczących głęboko nieelastycznego rozpraszania leptonów, produkcji bozonów W i Z, a także efektu Drell-Jahn. Naukowcy wprowadzili do obliczeń nie tylko pojedyncze nukleony, jak w podejściu klasycznym, ale także korelacje parowe, co pozwoliło na skonstruowanie modelowego obrazu struktury kwarków i gluonów w parach nukleonów.
Dzięki temu naukowcy po raz pierwszy zdołali zidentyfikować uniwersalne parametry kwarków i gluonów w parach skorelowanych nukleonów, co potwierdziło wyjątkowe właściwości takich wiązań w jądrach. Okazało się, że pary nukleonów mają istotny wpływ na rozkład cząstek elementarnych, zwłaszcza na wysokich poziomach energetycznych. Zdaniem autorów, ich wyniki potwierdzają również hipotezę o dominacji par proton-neutron w większości jąder, zwłaszcza w warunkach wysokich energii.
Fizycy sądzą, że wyniki ich badań pomogą w badaniu natury jąder atomowych oraz relacji między strukturą jąder i kwarków. Pisaliśmy o tym, jak fizycy badają jądra atomów i udoskonalają teorię, wykorzystując przykład badania promienia ładunku izotopów niklu.