Вперше в історії науковці змогли дослідити структуру матерії у Всесвіті

Вчені здійснили прорив у розумінні структури протона, що є одним із ключових елементів матерії у Всесвіті. Нові дослідження, засновані на квантовій хромодинаміці (QCD), розкривають, як кварки та глюони, складові частини протона, взаємодіють між собою та формують фундаментальний будівельний блок.

Науковці пояснили: протони складаються з трьох кварків, зв’язаних глюонами, що взаємодіють через “кольорову” симетрію. Усередині протона також постійно виникають і зникають віртуальні частинки, тим самим ускладнюючи визначення його точного складу. Високотехнологічні експерименти, такі як ті, що проводяться на прискорювачах частинок, зокрема у Rel­a­tivis­tic Heavy Ion Col­lid­er і майбутньому Elec­tron Ion Col­lid­er, дозволяють детально вивчати ці взаємодії та пов’язувати їх із масою, спіном і іншими властивостями протона.

Нове дослідження надає вченим інструменти для точного аналізу даних про структуру протонів. Це включає детальне моделювання руху кварків і глюонів у межах протона, що раніше було ускладнене через розбіжності між теорією та експериментами. Нові теоретичні моделі підтвердили, що дані з майбутніх експериментів можна буде інтерпретувати з високою точністю.

Ці досягнення є важливим кроком у фізиці елементарних частинок, адже вони дозволяють розгадати одну з найбільших загадок: як взаємодія між частинками на фундаментальному рівні визначає структуру матерії у Всесвіті. Результати дослідження опубліковані в журналі Phys­i­cal Review D.