Sciencemag.cz
Doporučujeme
Proton je složen ze 2 kvarků u a jednoho kvarku d, kde by se v něm vzaly antikvarky? A co vůbec znamená, když v souvislosti s kvarky či antikvarky mluvíme o asymetrii?
Vědci z Argonne National Laboratory popisují proton nepříliš obvyklým způsobem. Jeho základem jsou podle nich opravdu tři „hlavní“ (tzv. valenční) kvarky, nicméně hustota energie uvnitř protonu je v důsledku silné jaderné interakce taková, že v něm neustále vznikají a zase zanikají virtuální částice (podobně jako ve vakuu s vlastní energií) – a to sice další kvarky a antikvarky. Pro neutron mimochodem platí cca totéž jako pro proton.
Fyzikové z Argonne National Laboratory se v experimentech na Fermiho národním urychlovači nyní podívali na vlastnosti těchto antikvarků podrobněji. Jejich nové výsledky odporují studii z konce 90. let, mimochodem provedené rovněž ve Fermilabu. Asymetrií se myslí, že v protonu je vždy více antikvarků anti-d než anti-u, a to bez ohledu na jejich hybnost. Starší studie naopak tvrdila, že při vysokých hybnostech antikvarků se jejich asymetrie obrací a anti-u převládá nad anti-d.
V rámci nové studie experimentátoři nechávali srážet protony za vysokých energiích. Při docházelo k anihilaci kvarků a antikvarků, vznikal foton a z něj posléze dva miony (spolu s jinými částicemi). Miony nicméně fungovaly jako signatura celé interakce, z jejich vlastností po zachycení na detektorech pak šlo určit, o anihilaci jakých částic se původně jednalo. Výsledek to má být dost významný, protože na asymetriích kvarků v protonu byly založeny různé teoretické modely. Některé byly na základě výsledků z konce 90. let pak odmítnuty jako v rozporu s realitou, teď se ale nejspíš vrátí zase do hry a bude je třeba posoudit znovu.
The asymmetry of antimatter in the proton, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03282-z , dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03282-z
Zdroj: Argonne National Laboratory / Phys.org
