Prelom v jadrovej fyzike

Foto CERN/Daniel Dominguez

Kladne nabité protóny v atómových jadrách by sa mali navzájom odpudzovať, no napriek tomu sa aj ťažké jadrá s mnohými protónmi a neutrónmi držia pohromade. Môže za to silná interakcia. Profesorka Laura Fabbiettiová a jej výskumná skupina z Mníchovskej technickej univerzity vyvinuli metódu na presné meranie silnej interakcie využívajúcej zrážky častíc v experimente ALICE (A Large Ion Collider Experiment) v CERN-e v Ženeve. Jedným z cieľov súčasnej fyziky je popísať silnú interakciu z prvotných princípov, t. j. určiť vlastnosti tejto sily priamo z vlastností jednotlivých kvarkov/antikvarkov, medzi ktorými silná interakcia pôsobí, a gluónov, ktoré sú jej nositeľmi. Nová štúdia sa zameriava na veľkosť silnej interakcie medzi protónmi a hyperónmi. Hyperóny sú nestabilné častice tvorené tromi ľahkými kvarkami, z ktorých aspoň jeden je podivný (strange). Keďže sa hyperóny veľmi rýchlo rozpadajú na protón alebo neutrón, experimenty na určenie silnej interakcie sú mimoriadne ťažké. Pred štyrmi rokmi profesorka L. Fabbiettiová navrhla na štúdium silnej interakcie v experimente ALICE použiť techniku zvanú femtoskopia. Táto technika umožňuje skúmať priestorové stupnice blízke 1 femtometru (10-15 m), čo je asi veľkosť protónu, a priestorový rozsah pôsobenia silnej sily. Vedcom sa podarilo nielen analyzovať experimentálne údaje pre väčšinu kombinácií hyperón-nukleón, ale podarilo sa im tiež merať silnú interakciu najvzácnejšieho zo všetkých hyperónov – hyperón omega, ktorý sa skladá z troch podivných kvarkov. Otvorili sme novú cestu pre jadrovú fyziku, ktorá zahŕňa všetky typy kvarkov, a dosahuje neočakávanú presnosť, uviedla L. Fabbiettiová.

Zo stránky EurekAlert! spracovala BP

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 01/2021. Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.