I fisici nucleari hanno trovato la posizione della materia all’interno del protone che proviene dalla forza forte, una forza fondamentale che tiene insieme i protoni.
l modo in cui la massa è distribuita in un protone è un enigma fondamentale nella fisica nucleare e delle particelle.
Il nucleo di un protone è costituito da tre quark, particelle elementari non ulteriormente scomponibili, ma essi contribuiscono solo per una piccola frazione della massa del protone.
La maggior parte della massa emerge da intricate dinamiche dei quark, compreso il loro movimento, ed è governata principalmente dalla forte forza mediata dai gluoni.
Gli scienziati hanno effettuato una nuova misurazione che rappresenta una svolta nella loro comprensione della massa del protone.
Questa misurazione ha localizzato la regione centrale del protone come fonte primaria di massa generata dai gluoni.
Per anni, i fisici nucleari hanno misurato le dimensioni del protone attraverso misurazioni precise della sua risposta alla carica elettrica.
Questo è il risultato dei quark costituenti elettricamente carichi del protone.
Tuttavia, determinare la dimensione della materia nella dimensione del protone è una sfida più difficile.
Questo perché una parte della massa del protone non è guidata dalla massa o dal moto dei suoi quark carichi, ma piuttosto dagli elusivi gluoni neutri.
Questi gluoni legano i quark e se stessi all’interno del protone.
Una nuova scoperta offre una visione di questa regione di massa generata dalle interazioni dei gluoni.
Questa misurazione non solo svela il raggio di massa risultante dalla forza forte, ma svela anche la sua influenza confinante sui quark che si estende ben oltre il raggio di carica elettrica del protone.
Un dettaglio importante della struttura del protone è la sua dimensione.
La misura più comunemente usata per la dimensione del protone è il suo raggio di carica, che utilizza gli elettroni per misurare la dimensione sferica della carica elettrica del protone.
Questa nuova misura proviene dall’esperimento J/Ψ -007 presso il Thomas Jefferson National Accelerator Facility.
È diverso, in quanto ha usato un piccolo dipolo di colore (la particella J/Psi) per rivelare una dimensione sferica e la posizione della massa dei gluoni e la sua sfera di influenza sui gluoni nel protone.
Gli scienziati hanno effettuato queste misurazioni utilizzando il Continuous Electron Beam Accelerator Facility, una struttura utente del Department of Energy Office of Science.
Nell’esperimento, gli scienziati hanno utilizzato un fascio di elettroni energetici per produrre particelle J/Ψ dai protoni.
Le particelle J/Ψ forniscono informazioni sulla distribuzione dei gluoni all’interno del protone.
Gli sperimentatori hanno inserito queste misurazioni in modelli teorici per l’analisi.
Il risultato è stato una determinazione del raggio di massa del gluone all’interno del protone. Inoltre, ha anche indicato una forte sfera di influenza della forza, chiamata nube scalare confinante, che colpisce anche i quark del protone.
