Коллаборация STAR измерила перенос барионного числа в ядерных столкновениях
Эксперименты на коллайдере RHIC показали расхождение переноса барионного числа и электрического заряда, поставив под сомнение модель валентных кварков.
Международная коллаборация STAR на релятивистском коллайдере тяжелых ионов RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории опубликовала в журнале Science результаты измерений переноса барионного числа в ядерных столкновениях. Физики проверили, переносят ли барионное число валентные кварки или оно связано с непертурбативной Y-образной глюонной конфигурацией — барионным сочленением doi.org
Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗.
В традиционной модели каждый валентный кварк с дробным электрическим зарядом несет одну треть барионного числа. Альтернативная гипотеза предполагает, что всё барионное число сосредоточено в нейтральном глюонном сочленении. Для проверки физики изучили изобарные столкновения ядер рутения-96 (44 протона) и циркония-96 (40 протонов), проанализировав около двух миллиардов столкновений каждого типа. Ядра содержат одинаковое число нуклонов (96), но разный суммарный электрический заряд, что позволило отследить разделение барионного числа и заряда в центральной области быстроты.
Изобарные и фотоядерные столкновения
Анализ показал большее отношение барионного числа к разности электрических зарядов на центральной быстроте, чем предсказывали модели с переносом барионного числа валентными кварками doi.org
Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗. Барионное число попадало в центральную область столкновения эффективнее, чем электрический заряд, свидетельствуя о разделении этих величин.
Второй эксперимент включал фотоядерные столкновения фотонов с ядрами золота. Поскольку фотон не обладает барионным числом, избыток протонов в центральной зоне системы образуется исключительно из ядра золота. Измерения выявили менее асимметричный выход нетто-протонов по быстроте, чем предполагалось в рамках распределения барионного числа по валентным кваркам doi.org
Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗.
Модель глюонного сочленения
Полученные данные вместе с предшествующими измерениями в столкновениях золота с золотом говорят против картины исключительно валентных кварков. Модель барионного глюонного сочленения остается качественно совместимой с результатами наблюдений doi.org
Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗.
Дальнейшие исследования распределения барионного числа планируется продолжить на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, ускорителе CEBAF и строящемся электрон-ионном коллайдере EIC в Брукхейвене.
