PRD: впервые описано движение кварков внутри протона

Ученые из Национальных лабораторий Брукхейвена и Аргонна разработали теоретический метод, позволяющий точно описать поперечное движение кварков внутри протонов. Работа опубликована в журнале Physical Review D (PRD).

Кварки — фундаментальные частицы, из которых состоят протоны, — находятся в постоянном движении внутри них.

Их поперечная скорость особенно важна для понимания структуры протона и получения его квантовых характеристик.

До настоящего времени расчет такого движения был невыполнимым из-за сложности учета сильного взаимодействий кварков и глюонов. Однако в новом исследовании ученые использовали квантовую хромодинамику на решетке — особый метод компьютерного моделирования взаимодействий кварков и глюонов в пространственно-временной решетке. Новый подход позволил значительно упростить расчеты и получить более точные результаты даже для областей с малой поперечной скоростью кварков, где взаимодействия наиболее сложны.

Результаты показали хорошее совпадение с экспериментальными данными и моделями, созданными ранее на основе наблюдений на коллайдерах. Благодаря им ученые могут более точно предсказывать и интерпретировать данные будущих экспериментов.

Открытие не только улучшает понимание внутреннего строения протонов, но и приближает нас к решению одной из самых сложных задач физики элементарных частиц — описанию кварк-глюонного взаимодействия.