Физики измерили асимметрию антикварков внутри протона
Группа физиков представила результат обработки большого количества данных, полученных в рамках эксперимента SeaQuest по рассеянию пучка протонов на водородных и дейтериевых мишенях. Цель эксперимента — исследование асимметрии в распределении верхних и нижних антикварков внутри протона. В результате физики обнаружили, что нижних антикварков в среднем почти в полтора раза больше, чем верхних. Работа опубликована в Nature.
Отличительной чертой сильного взаимодействия — одного из четырех фундаментальных взаимодействий, которое ответственно за формирование протонов, нейтронов и других адронов — считается его общая непертурбативность, то есть такая ситуация, когда попытка построить теорию с помощью разложения в ряд по некоторому малому параметру невозможна. Этим сильное взаимодействие отличаются от, например, электромагнитного, где таким параметров выступает постоянная тонкой структуры. Малость этой константы обеспечивает хорошую сходимость в квантовой электродинамике, что делает эту теорию одной из самых точных в физике.
По этой причине точность, с которой мы можем разобраться с деталями процессов, происходящими с кварками, антикварками и глюонами (всех их называют термином «партоны») внутри адронов, сильно уступает точности, которые доступны в атомной физике. Кроме того, изучать кварки экспериментально мешает конфаймент, который не дает им существовать в свободном состоянии, и исследовать партоны получается только с помощью косвенных экспериментов, например, по глубоко неупругим столкновениям частиц.
Одним из таких экспериментов стала программа SeaQuest (E906), организованная в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Фермилаб), США, обработка данных с которого недавно была представлена коллаборацией физиков из США, Японии, Израиля и Тайваня при участии Пола Раймера (P. Reimer). В частности, в эксперименте исследовались процессы Дрелла-Яна при пропускании пучка высокоэнергетических протонов через водородные и дейтериевые мишени.