Иллюстрация: CERN. исследователи из Китая смогли уточнить степень влияния странного кварка на массу протона. Как показали проведенные исследования он равен 338 или 456 мегаэлектронвольт, что существенно зависит от модели, которая можеть быть со статистической значимостью 3,2 или 7,1 от стандартного отклонения соответственно. Результаты этого любопытного исследования опубликовано в журнале Physical Review D. Большая часть видимой материи во Вселенной состоит из протонов и нейтронов. Сами же протоны и нейтроны, согласно партонной модели, состоят из кварков и глюонов, а также из кваркового моря — постоянно рождающихся и исчезающих кварк-антикварковых пар. В этом кварковом море могут даже рождаться пары кварк-антикварк с массами больше массы самого нуклона.
Все эти компоненты влияют на свойства нуклонов. В частности, расчет массы протона показывает, что около 20 процентов его массы обеспечивается аномалиями, связанными с четырьмя кварками, которые не являются валентными (основными) для протона.
Коу Вэй (Wei Kou) и Чэнь Сюйжун (Xurong Chen) из Института современной физики Китайской академии наук рассчитали вклад странного кварка в массу протона на основе данных экспериментов J/ψ — 007 и GlueX. Для этого физики анализировали полученную в экспериментах зависимость дифференциального сечения припорогового процесса фоторождения векторного J/ψ мезона. Этот процесс можно использовать для получения гравитационного форм-фактора протона, который определяет распределение массы в нем.
Экспоненциальная и дипольная аппроксимация результатов эксперимента GlueX
Wei Kou and Xurong Chen / Physical Review D, 2024
В результате ученые определили массовый сигма-член, соответствующий странному кварку. Он оказался равен 455,62 ± 64,60 мегаэлектронвольта при аппроксимации экспериментальных данных экспоненциальной функцией или 337,74 ± 106,79 мегаэлектронвольта при использовании дипольной аппроксимации. Статистическая значимость ненулевого результата составила 7,1 и 3,2 стандартного отклонения соответственно.
Полученный массовый сигма-член странности протона
Wei Kou and Xurong Chen / Physical Review D, 2024
Полученные значения вклада странного кварка в массу протона значительно превосходят предыдущие теоретические оценки и достигают около 40 процентов. Ученые отмечают, что эти результаты получены в предположении наличия только трех ароматических кварков в протоне. Поэтому результаты исследования существенно зависят от достоверности и точности оценки параметров модели.
Процесс припорогового фоторождения векторных мезонов не в первый раз используется для изучения особенностей распределения массы в протоне. Ранее при помощи этого метода ученые определили массовый радиус протона.
Автор: Дмитрий Рудик
Источник: https://nplus1.ru/
