Взорвали атомные тайны — тритий раскрыл секреты нуклонов

Обычная лабораторная атмосфера в Jefferson Lab в США превратилась в арену субатомного триллера. Физики, играя с редким и радиоактивным газом тритием, смогли "заглянуть внутрь" протонов и нейтронов, которые обычно прячутся в ядрах атомов. Оказалось, что привычная картина из трёх кварков — только верхушка айсберга. Под поверхностью постоянно рождаются и исчезают кварк-антикварковые пары, а глюоны связывают их в сложную паутину.

Электроны на охоте за спином

Для эксперимента MARATHON ученые направляли на мишени из трития, гелия-3 и дейтерия мощные потоки электронов. Фокус был на неупругом рассеянии: каждый удар раскрывал маленькую, но значимую деталь внутренней динамики нуклонов. Два продвинутых магнитных спектрометра зала А Jefferson Lab позволяли фиксировать эти события с невиданной точностью, словно наблюдая, как атомные "танцоры" двигаются в замедленной съёмке.

Зеркала ядер и EMC-сюрприз

Исследователи смогли впервые измерить EMC-эффект для трития — явление, при котором структура нуклонов в ядре отличается от свободных частиц. Интересно, что тритий и гелий-3 оказались зеркальными ядрами: число протонов в одном совпадает с числом нейтронов в другом. Полученные данные проливают свет на распределение импульса и спина, что помогает уточнить модели квантовой хромодинамики и понять взаимодействия между нуклонами.

Данные, которые не повторятся

Макс Петратос, один из руководителей эксперимента, отметил, что собранные сведения могут стать уникальными: работать с тритием сложно и опасно, и такие данные вряд ли когда-либо удастся повторить. Результаты уже обещают пересмотреть привычные представления о субатомном мире и станут ключом для будущих теоретических моделей.