Обе группы обсудят свои эксперименты на Национальном ускорительном комплексе имени Томаса Джефферсона и в Фермилабе Министерства энергетики США во время осенней встречи отдела ядерной физики APS в 2021 году.

В одном исследовании представлены новые доказательства эффекта ЭМС, выявленного почти 40 лет назад, когда исследователи из ЦЕРНА обнаружили нечто удивительное: протоны и нейтроны, связанные в атомном ядре, могут изменять свой внутренний состав кварков и глюонов. Но почему возникают такие модификации и как их предсказать, остается неизвестным.

Впервые ученые измерили эффект электромагнитной совместимости, пометив нейтроны-наблюдатели, сделав важный шаг к разгадке тайны.

"Мы представляем результаты нового преобразующего измерения нового наблюдаемого объекта, которое дает прямое представление о происхождении эффекта электромагнитной совместимости", - сказал Тайлер Т. Кутц, постдокторант Массачусетского технологического института и постдокторант Цукермана в Тель-Авивском университете, который расскажет о результатах на встрече.

Внутри детектора нейтронов с обратным углом наклона (BAND) в лаборатории Джефферсона меченые нейтроны-наблюдатели "расщепляют" ядерную волновую функцию на разные участки. Этот процесс отображает, как импульс и плотность влияют на структуру связанных нуклонов.

Команда обнаружила значительные, непредсказуемые эффекты. Предварительные наблюдения дают прямое доказательство того, что эффект ЭМС связан с флуктуациями нуклонов высокой локальной плотности и высокого импульса.

"Результаты имеют большое значение для нашего понимания КХД-структуры видимой материи", - сказал Эфраин Сегарра, аспирант Массачусетского технологического института, работающий над экспериментом. Исследование могло бы пролить свет на природу удержания, сильных взаимодействий и фундаментального состава материи.

Команда из Fermilab обнаружила доказательства того, что асимметрия антивещества также играет решающую роль в свойствах нуклонов - знаковое наблюдение, опубликованное ранее в этом году в Природа. Новый анализ показывает, что в самом крайнем случае один антикварк может быть ответственен почти за половину импульса протона.

"Этот удивительный результат ясно показывает, что даже при высоких долях импульса антивещество является важной частью протона", - сказал Шиванги Прасад, исследователь Аргоннской национальной лаборатории. "Это демонстрирует важность непертурбативных подходов к структуре основного строительного блока материи, протона".

Прасад расскажет об эксперименте SeaQuest, который обнаружил больше "нижних" антикварков, чем "верхних" антикварков внутри протона. Она также поделится предварительными исследованиями распределений морских кварков и глюонов.

"Коллаборация SeaQuest заглянула внутрь протона, направив высокоэнергетический пучок протонов на мишени, сделанные из водорода (по существу, протоны) и дейтерия (ядра, содержащие одиночные протоны и нейтроны)", - сказал Прасад.

"Внутри протона кварки и антикварки удерживаются вместе чрезвычайно сильными ядерными силами - настолько сильными, что они могут создавать кварковые пары антивещество-материя из пустого пространства!" - объяснила она. Но субатомные пары существуют лишь мимолетное мгновение, прежде чем они аннигилируют.

Результаты исследования антикварков возродили интерес к нескольким более ранним объяснениям асимметрии антивещества в протоне. Прасад планирует обсудить будущие измерения, которые могли бы проверить предлагаемые механизмы.

Информация о собрании: https://meetings.aps.org/Meeting/DNP21/Session/EA.2