Μια νέα θεωρητική ανάλυση συνδέει τα αποτελέσματα πειραμάτων σωματιδίων υψηλής ενέργειας στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων με τον σχηματισμό τριάδων πρωτονίων μέσα στους πυρήνες.

Το πώς συμπεριφέρονται οι τριάδες πρωτονίων (ppp) και νετρονίων (nnn) είναι ένα σημαντικό συστατικό στις θεωρίες της πυκνής πυρηνικής ύλης. Όμως, προς το παρόν η άμεση παρατήρηση αυτής της συμπεριφοράς είναι πέρα ​​από τις δυνατότητες των επίγειων εργαστηρίων. Ωστόσο, ο Alejandro Kievsky του Εθνικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής της Ιταλίας και οι συνεργάτες του δείχνουν ότι η συμπεριφορά αυτή μπορεί να συναχθεί από τις συγκρούσεις σωματιδίων που καταγράφηκαν στο πείραμα ALICE στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

Πέρυσι, το πείραμα ALICE δημοσίευσε τα αποτελέσματα της σύγκρουσης δεσμών πρωτονίων στην ενέργεια των 13 TeV. Τα καόνια, τα πρωτόνια και τα δευτέρια που έφτασαν στους ανιχνευτές του πειράματος ‘κουβαλούσαν’ μαζί τους συσχετισμούς που προέκυψαν όταν δημιουργήθηκαν τα σωματίδια μέσα από έναν όγκο λίγων φεμτόμετρων (1 femtometer=1 fermi=10⁻¹⁵μέτρα). Για να προσδιορίσουν τι συμβαίνει σε αυτόν τον μικροσκοπικό όγκο, ο Kievsky και οι συνεργάτες του ανέλυσαν την περίπτωση τριών ‘στριμωγμένων’ νουκλεονίων (νετρόνια και πρωτόνια) και επεξεργάστηκαν ποιοί ανιχνεύσιμοι συνδυασμοί θα προέκυπταν μετά την απομάκρυνσή τους. Η προσπάθεια απαιτούσε τον προσδιορισμό της κυματοσυνάρτησης πηγής, η οποία περιέγραφε την αρχική κατάσταση των τριών νουκλεονίων και της κυματοσυνάρτησης σκέδασης, η οποία περιέγραφε την επακόλουθη χωρική κατανομή τους.

Οι ερευνητές μοντελοποίησαν τη συνάρτηση πηγής τριών σωμάτων σε γενικευμένες συντεταγμένες του συστήματος, η μία από τις οποίες εξαρτάται από τις τρεις αποστάσεις νουκλεονίου-νουκλεονίου. Αναπτύσσοντας την κυματοσυνάρτηση σκέδασης σε μερικά κύματα, οι ερευνητές κατάφεραν να χειριστούν ταυτόχρονα την μικρής εμβέλειας ισχυρή πυρηνική δύναμη και την μεγάλης εμβέλειας δύναμη Coulomb. Η ακριβής αντιμετώπιση της τελευταίας δύναμης ήταν ζωτικής σημασίας για την περιγραφή της ασυμπτωτικής συμπεριφοράς στην πιο δύσκολη περίπτωση που και τα τρία νουκλεόνια είναι πρωτόνια.

Το θεωρητικό πλαίσιο του Kievsky και των συνεργατών του μπορεί να αντιμετωπίσει τριπλέτες πρωτονίων, νετρονίων και συνδυασμούς των δύο. Μπορεί επίσης να χειριστεί δευτέρια και μεσόνια. Υποστηρίζουν ότι, «έχουν ανοίξει την πόρτα σε έναν νέο τρόπο μελέτης συστημάτων τριών σωμάτων» και «ανυπομονούν να αναλύσουν τις συσχετίσεις μεταξύ δύο πρωτονίων και ενός βαρυονίου Λ που έχουν ήδη μετρηθεί από την ALICE.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v17/s42 – https://arxiv.org/abs/2310.10428

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες: ALICE, PHYSICS