#osel

Tato data navíc naznačují, že stavební kameny protonů – kvarky a gluony, jsou po určitou dobu schopny pohybovat se uvnitř atomového jádra v párech zvaných dvojkvarky (diquarks). Tyto výsledky pocházejí z experimentu provedeného v Národní laboratoři Thomase Jeffersona (Thomas Jefferson National Accelerator Facility), která je pod správou Ministerstva energetiky USA.

Je to výsledek, na který se čekalo desítky let. Soubor dat byl shromážděn již v roce 2004. V rámci své doktorandské práce zaměřené na jiné téma je pak analyzovala Lamiaa El Fassiová, nyní docentka fyziky na Univerzitě státu Mississippi (Mississippi State University).

Téměř deset let po dokončení práce a získání titulu se El Fassiová k souboru dat vrátila již jako vedoucí výzkumného týmu, s nímž provedla novou pečlivou analýzu experimentů uskutečněných pomocí urychlovače elektronového svazku CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility) v Jeffersonově laboratoři. Ve studii jaderní fyzici sledovali, co se děje, když se elektrony z CEBAF rozptýlí po dopadu na cílové atomové jádro a zkoumali kvarky uzavřené uvnitř protonů a neutronů. Výsledky publikovali v časopise Physical Review Letters.

"Tyto výzkumy pomáhají vytvořit filmu podobný příběh znázorňující, jak se zasažený kvark mění v hadron. V novém článku uvádíme vůbec první pozorování v takové studii pro baryon lambda v oblastech dopředné a zpětné fragmentace," vysvětluje El Fassiová.

V jádře jako lambda, ven vychází jako pion

Stejně jako známější protony a neutrony je každá lambda částice složena ze tří kvarků. Avšak na rozdíl od protonů a neutronů, které obsahují pouze kombinaci up a down kvarků, lambda obsahuje jeden up kvark, jeden down kvark a jeden podivný kvark. Fyzikové proto hmotu, která obsahuje i podivné kvarky, nazvali "podivnou hmotou".

Tým El Fassiové se zajímal o způsob vzniku podivné hmoty ve srážkách částic běžné hmoty. Proto v CEBAF nechal různé terče, například atomy uhlíku, železa a olova ostřelovat urychleným svazkem elektronů. Když vysokoenergetický elektron z CEBAFu zasáhne některý terč, uvnitř atomového jádra rozbije proton nebo neutron.

"Protože je proton nebo neutron zcela rozbit, není pochyb o tom, že elektron interaguje s kvarkem uvnitř," řekla El Fassiová.

Když elektron interaguje s kvarkem nebo kvarky prostřednictvím výměny virtuálních fotonů, "zasažený" kvark(y) se začne(ou) v prostředí pohybovat jako volná(é) částice a obvykle se spojí s dalším kvarkem nebo kvarky, jež potká (resp. potkají). Jak se kvarky šíří jádrem, vytvářejí nové složené částice. V některých případech je jí právě zmiňovaná podivná lambda. Ta je však krátce žijící. Rychle se rozpadá na dvě další částice: pion a proton nebo pion a neutron. Aby mohli fyzikové změřit různé vlastnosti této, jen okamžik existující částice lambda, musí detekovat její dvě dceřiné částice a také analyzovat elektrony, které se od zasaženého jádra rozptýlily.

Studie, jejíž výsledky shrnuje článek "First Measurement of Λ Electroproduction off Nuclei in the Current and Target Fragmentation Regions", je součástí spolupráce CLAS, v němž je zapojeno téměř 200 fyziků z celého světa.

Zdroj: OSEL →

Video: Virtuální exkurze do Jeffersonovy laboratoře 2021