科学者たちは、「接着剤」をよりよく理解するために、最も単純な原子核である重陽子の内部を「見る」方法を発見しました。
新しい研究では、科学者たちはSTAR コラボレーションの研究チームは、米国エネルギー省のユーザー施設である相対論的重イオン衝突型加速器 (RHIC) での重陽子と金の衝突に関する既存のデータを調査しました。 RHIC では、研究者は高速で移動する金イオンの周囲の光子を使用して、グルーオンの役割を研究できます。科学者は、最も単純な原子核である重陽子のグルーオンのダイナミクスを研究することで、原子核がより複雑になるにつれて、力を運ぶ粒子としてのグルーオンの分布と挙動がどのように変化するかについての洞察を得ることができます。
この記事で研究した RHIC 衝突研究では、科学者らはSTAR検出器を使用して、重陽子の内部のグルーオンからこれらの相互作用の結果生成された粒子にどれだけの運動量が伝達されたかを追跡した。この運動量の移動は、原子核内のグルーオンの位置に関係しているため、物理学者はこのデータを使用して、重陽子内のグルーオンの分布をマッピングしました。さらに、各光子とグルーオンの相互作用も重陽子を偏向させ、場合によっては重陽子を分解します。 STAR は、この崩壊から出現した「観測中性子」を追跡し、グルーオンがこれらの原子核をどのように結合しているかをさらに学びました。
自然界で最も単純な原子核である重陽子を研究し、科学者は、宇宙の事実上すべての目に見える物質を構成する、より複雑な原子核についての洞察を得ることができます。このような研究は、原子核がどのようにクォークやグルーオンから発生するのか、また、核質量がどのようにグルーオンによって動的に生成されるのかを説明するのに役立ちます。重陽子は、太陽内部のエネルギー生成にも重要な役割を果たします。エネルギー生成は、2 つの陽子が融合して重陽子を形成することから始まります。重陽子の研究は、科学者が核融合反応を理解し、それを地球上で再現してクリーンな電気を生成するのに役立ちます。
核物質におけるグルーオンの役割を理解するこれは、ブルックヘブン国立研究所で計画段階にある新しい施設である電子イオン衝突型加速器（EIC）の焦点となる。 EICは、電子によって生成された光子を使用して、陽子と原子核内のグルーオンの分布を研究し、陽子と中性子を結合して原子核を形成する力を研究します。
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