Физики из Института ядерной физики Польской академии наук в Кракове, в сотрудничестве с международной группой nCTEQ, достигли значительного успеха в понимании структуры атомных ядер. В статье, опубликованной в Physical Review Letters, они представили новую модель, которая объединяет две ранее разделённые области: поведение атомных ядер при низких энергиях, где они состоят из протонов и нейтронов, и поведение при высоких энергиях, где они состоят из кварков и глюонов.

Новая модель позволяет воспроизвести результаты ядерных экспериментов при низких энергиях, используя только кварки и глюоны, что ранее не удавалось сделать. Это достижение имеет важные последствия для понимания структуры атомного ядра и его поведения в различных энергетических режимах.

Источник: IFJ PAN

Для достижения этого результата исследователи использовали данные о столкновениях при высоких энергиях, в том числе собранные на ускорителе LHC в лаборатории CERN в Женеве. Они также разработали новую функцию распределения, которая позволяет описать распределение кварков и глюонов внутри протонов и нейтронов и по всему атомному ядру.

Эта новая функция распределения позволяет определить экспериментально измеряемые параметры, такие как вероятность рождения определённой частицы при столкновении электрона или протона с ядром. Кроме того, она позволяет изучать распределения для отдельных атомных ядер с большей точностью.

Результаты исследования подтвердили результаты наблюдения низкоэнергетических экспериментов, о том, что большинство коррелированных пар являются парами протон-нейтрон. Это особенно интересно для тяжёлых ядер, таких как золото или свинец.

Согласие теоретических предсказаний с экспериментальными данными означает, что, используя партонную модель и данные из области высоких энергий, впервые удалось воспроизвести поведение атомных ядер, до сих пор объяснявшееся исключительно нуклонным описанием и данными низкоэнергетических столкновений.