Физики нашли осцилляции в электромагнитном форм-факторе нейтрона
Коллаборация BESIII представила результаты измерения сечения процесса, в результате которого электрон и позитрон превращаются в нейтрон-антинейтронную пару. Вычислив соответствующий электромагнитный форм-фактор, они обнаружили осцилляции, которые свидетельствуют о более сложной структуре нуклонов. Исследование опубликовано в Nature Physics.
Несмотря на то, что нейтрон был открыт почти 90 лет назад, физики до сих пор плохо представляют себе его структуру. Ее понимание играет важную роль в расчетах радиусов нейтронных звезд, а также при описании фазовых переходов кварк-глюонной материи. Построение из первых принципов точной модели, описывающие устройство протона и нейтрона, упирается в слишком сильное взаимодействие и самодействие кварков и глюонов и позволяет получить лишь качественные результаты.
Некоторыми намеками на то, как устроены нуклоны, стали разнообразные аномалии и нестыковки между отдельными экспериментами. К их числу можно отнести загадки радиуса и спина протона, а также отрицательное значение среднеквадратичного зарядового радиуса нейтрона. Неожиданными оказались также результаты по превращению электрон-позитронных пар в нуклон-антинуклонные. В частности, физики увидели, что вопреки существующим моделям протон-нейтронное взаимодействие оказывается сильнее, чем протон-протонное, а также обнаружили осциллятивное поведение электромагнитного протонного форм-фактора.
Физики из коллаборации BESIII продолжили работу в этом направлении, увеличив точность эксперимента по превращению электрон-позитронных пар в нейтрон-антинейтронные, проведенного в Институте физики высоких энергий в Китае. Результаты их работы нивелируют аномалию, связанную с балансом между протон-нейтронным и протон-протонным взаимодействием, но при этом демонстрируют осцилляции нейтронного форм-фактора.