Περισσότερα γλοιόνια περιέχει το πιόνιο

Με μια πρώτη ματιά το σωματίδιο πιόνιο φαίνεται απλό. Πρόκειται για το ελαφρύτερο μεσόνιο και αποτελείται από ένα πάνω κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ. Αλλά όπως όλα στην κβαντική χρωμοδυναμική (QCD) – την θεωρία που περιγράφει την ισχυρή πυρηνική δύναμη – τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα, όταν τα κοιτάζουμε από πιο κοντά.Το πιόνιο δεν περιέχει μόνο δυο κουάρκ «σθένους», αλλά και μια «θάλασσα» από εικονικών (εν δυνάμει) κουάρκ, που συνεχώς εμφανίζονται και εξαφανίζονται. Επιπλέον, το πιόνιο φιλοξενεί γλοιόνια, τα οποία είναι οι φορείς της ισχυρής δύναμης, η οποία κρατάει τα κουάρκ δέσμια μεταξύ τους. Παλαιότερες εργασίες έδειξαν ότι τα γλοιόνια συνεισφέρουν μόνο κατά 10% στην ορμή των πιονίων σε συνηθισμένες πειραματικές ενέργειες μερικών GeV, αλλά μια πρόσφατη μελέτη που συμπεριλαμβάνει παλαιά και νέα δεδομένα υπολογίζει το ποσοστό των γλοιονίων ίσο με 30%.
Οι πρώτες έρευνες για την μελέτη του εσωτερικού των πιονίων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 1980, όταν οι φυσικοί κατέγραψαν την σκέδαση πιονίων από σταθερούς στόχους-πυρήνες. Όμως, τα αποτελέσματα ήταν αβέβαια εξαιτίας της έλλειψης δεδομένων στην χαμηλή ορμή. Στην δεκαετία του 2000 οι ερευνητές άρχισαν να αντλούν πληροφορίες σχετικά με το πιόνιο χρησιμοποιώντας συγκρούσεις ηλεκτρονίου-πρωτονίου οι οποίες παράγουν νετρόνια, μια διαδικασία όπου σε συγκεκριμένες ενέργειες και γωνίες σκέδασης γίνεται ανταλλαγή ενός πιονίου.
Οι ερευνητές Barry et al στην δημοσίευσή τους με τίτλο «First Monte Carlo global QCD analysis of pion parton distributions» συνδύασαν τα δεδομένα της παραγωγής νετρονίων με τα παλαιότερα δεδομένα σκέδασης πιονίων από πυρήνες. Για να είναι τα δεδομένα συμβατά χρησιμοποίησαν τις προβλέψεις της QCD, τόσο για διαδικασίες υψηλής ενέργειας, όσο και για τις αντίστοιχες χαμηλής ενέργειας. Η τελική ανάλυση του πιονίου σε όρους συνεισφοράς ορμής, στις πειραματικές ενέργειες των GeV, είναι: 54% από τα κουάρκ σθένους, 16% από την θάλασσα των «εικονικών» κουάρκ, και 30% από τα γλοιόνια.

πηγή: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.152001

physicsgg.me