兩個上夸克和一個下夸克在粒子加速器流中自由旋轉。來源: Brianzero/維基共享,CC BY-SA 3.0
阿德萊德大學(University of Adelaide)的專家是研究原子基本物理特性的國際研究團體的成員,他們可能已經發現了原子核形成的新模式。
阿德萊德大學物理學教授安東尼·托馬斯說:“我們一直在對馬拉松這個驚人的實驗進行理論分析,從構思到發表花了20年的時間。”
“最初的目的是精確測量夸克的分佈,尤其是下夸克的分佈,作為動量的函式。”
夸克是一種基本粒子,是物質的基本組成部分。所有常見的可見物質都是由上夸克、下夸克和電子組成的。
托馬斯教授說:“自從50年前發現夸克以來,理解夸克與質子動量之間的關係是一種無法測量的基本屬性。”
“它測試了我們對量子色動力學(QCD)的理解,量子色動力學是強力的基本理論。”
所有已知的自然力都可以追溯到四種基本力:引力、電磁力、強力和弱力。它們控制著物體或粒子如何相互作用以及某些粒子如何衰變。
馬拉松實驗在其20年的生命週期中收集了關於夸克和物質本質的寶貴資訊,這些資訊為當時世界各地物理學家開展的其他工作提供了洞見。
然而,馬拉松實驗獲得了一項獨特的證據——一項關於原子核如何形成的極其重要的新發現
"核物理基本,回答問題是質子和中子的原子核是否建立或他們是否建立準粒子的量子數的中子和質子,但內部的夸克結構已經被巨大的力量改變原子核內部,”托馬斯教授說。
20世紀80年代,歐洲核子研究中心(CERN)的一項實驗為這種變化提供了證據,該實驗產生的效應被稱為“EMC效應”(以歐洲μ子合作(European Muon Collaboration)命名)。
10年前,阿德萊德大學(University of Adelaide)的托馬斯教授與一位日本同事合作完成的工作,暗示了夸克表現的新方式的存在。
托馬斯教授說:“我們的工作表明,在中子和質子數量不等的原子核中,上下夸克的動量分佈的變化將是不同的,這種現象被稱為等向量EMC效應。”
“我們從20年前開始對馬拉松資料進行分析,為等向量EMC效應的存在提供了第一個實驗線索。
“這肯定會激發大量進一步的實驗努力,最終將告訴我們,我們是否真的有一個新的模式,原子核是如何形成的。”
托馬斯教授的論文發表在《物理評論快報》雜誌上。