«Почти столкновения» частиц помогли раскрыть необычные свойства ядерной материи

Научный коллектив из Массачусетского технологического института (MIT), проводя исследования на базе Большого адронного коллайдера (БАК), зафиксировал неочевидные свойства ядерной материи. Вместо анализа традиционных лобовых столкновений физики сконцентрировались на изучении специфических «касательных» взаимодействий. Такие «проходящие» контакты инициируют фотоядерные реакции, в ходе которых воздействие фотонов на ядра позволяет извлечь уникальные сведения о природе сильного взаимодействия.

В процессе экспериментов была зафиксирована эмиссия субатомных частиц, включая D0-мезоны, содержащие очарованные кварки. Последние служат эффективным инструментом для анализа поведения глюонов — безмассовых частиц, которые выступают связующим звеном для кварков и являются переносчиками сильного взаимодействия, обеспечивающего стабильность материи.

Применив специализированный алгоритм обработки данных для детектора CMS, ученые смогли идентифицировать редчайшие фотоядерные события среди миллиардов стандартных столкновений. Выяснилось, что в среде с экстремально высокой плотностью динамика глюонов демонстрирует аномальное замедление, что ранее считалось маловероятным с точки зрения теоретической физики.

Визуализация: CMS Collaboration

Первоначально исследователи создали математическую модель фотоядерных процессов, после чего внедрили алгоритм для их обнаружения в потоке данных в реальном времени. Это позволило выделить несколько сотен значимых эпизодов из десятков миллиардов столкновений. На базе собранной информации были вычислены показатели плотности глюонов и интенсивность их взаимодействия внутри атомного ядра.

Данное открытие расширяет горизонты в изучении архитектуры ядерной материи. В перспективе физики намерены повысить прецизионность измерений, чтобы детально описать распределение кварков и глюонов. Эти изыскания имеют фундаментальное значение, так как сильное взаимодействие является базисом всех физических явлений во Вселенной.

«Глюоны представляют собой силу, которая буквально скрепляет мироздание. Теперь мы обладаем методикой, позволяющей эмпирически проверить фундаментальные гипотезы о сильном взаимодействии», — прокомментировал ведущий автор работы Джан Микеле Инноченти (Gian Michele Innocenti).

Источник: iXBT