Новые исследования проливают свет на электромагнитную структуру нейтрона

0 372

Нейтрон — это связанная система из трех валентных кварков и нейтрального объема, состоящего из глюонов и кварк-антикварковых пар. Хотя протон был открыт в 1919 году, а нейтрон — в 1932 году, их структура до сих пор полностью не изучена. Физики используют электромагнитные форм-факторы для описания динамической внутренней структуры нейтрона и протона.

Эти форм-факторы представляют собой среднее распределение электрического заряда и намагниченности. В новом исследовании физики из коллаборации BESIII измерили реакции аннигиляции электрон-позитрон на пару нейтронов и антинейтронов, чтобы определить эффективный форм-фактор нейтрона.

«Единый форм-фактор, измеренный на определенном уровне энергии, поначалу мало что говорит», — сказал профессор Франк Маас, исследователь из PRISMA + Cluster of Excellence и института Гельмгольца в Майнце.

« форм-факторов при различных энергиях необходимы, чтобы сделать выводы о структуре нейтрона. В определенных диапазонах энергий, доступных с помощью стандартных экспериментов по электрон-протонному рассеянию, форм-факторы могут быть определены довольно точно».

Однако до сих пор этого не произошло с другими диапазонами, для которых необходимы так называемые методы аннигиляции, в которых обычная материя и антивещество взаимно уничтожают друг друга.

Используя Пекинский спектрометр III (BESIII) на Пекинском электронно-позитронном коллайдере II (BEPCII), Франк Маас и его коллеги изучили пары нейтронов и антинейтронов, образующиеся в результате электрон-позитронной аннигиляции при энергиях центра масс от 2 до 3,08 ГэВ (гигаэлектронвольты).

Их результаты улучшают статистику форм-фактора нейтрона более чем в 60 раз по сравнению с предыдущими измерениями.

Они также демонстрируют, что данные нейтронного форм-фактора от аннигиляции во времениподобном режиме находятся на одном уровне с данными экспериментов по рассеянию электронов.

«С этими новыми данными мы, так сказать, заполнили пустое пространство на «карте» нейтронного форм-фактора, которое до сих пор было неизвестной территорией», — сказал профессор Франк Маас.

«Эти данные сейчас так же точны, как и полученные в соответствующих экспериментах по рассеянию. В результате наши знания о форм-факторах нейтрона резко изменятся, и, как таковые, мы получим гораздо более полную картину этого важного строительного блока природы».

Результаты были опубликованы в журнале Nature Physics.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x