Исследователи из Осакского университета (Япония) получили первые доказательства существования экзотического связанного состояния — эта-штрих-мезонного ядра. Это открытие приближает науку к пониманию того, как именно материя приобретает свою массу во Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Взаимодействие с вакуумом
Согласно современной физике, объекты получают массу благодаря сложному взаимодействию с физическим вакуумом, который обладает сложной внутренней структурой. Теоретики давно предполагали, что короткоживущие частицы — мезоны, состоящие из кварка и антикварка, — могут временно захватываться атомным ядром. Изучение таких мезонных ядер позволяет понять поведение сильного ядерного взаимодействия в средах с экстремально высокой плотностью.
Для поиска этих экзотических структур команда провела высокоточный эксперимент на ускорителе в Центре по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца в Германии. Ученые бомбардировали углеродную мишень пучком протонов высоких энергий. Это приводило к возбуждению ядер углерода и образованию эта-штрих-мезонов, которые иногда формировали связанное состояние с ядром.
Поиск неуловимых сигналов
Чтобы зафиксировать этот невероятно быстрый процесс, использовался специализированный спектрометр высокого разрешения и уникальный детектор, разработанный в Швеции. Аппаратура избирательно улавливала высокоэнергетические протоны, покидающие мишень, и искала специфические сигналы распада. Именно эти сигналы служили доказательством того, что мезон был успешно создан и захвачен внутри атомного ядра.
Анализ полученного энергетического спектра возбуждения ядер углерода показал структуры, идеально совпадающие с теоретическими сигнатурами. Полученные данные свидетельствуют о том, что масса мезона внутри ядерной материи действительно может уменьшаться. Это подтверждает давние теоретические предсказания и дает редкую возможность взглянуть на изменение свойств частиц в сверхплотных средах.
В будущем планируется провести еще более масштабные эксперименты для повышения точности измерений и поиска дополнительных сигналов распада. Каждое новое подтверждение существования таких мезонных ядер будет шаг за шагом раскрывать тайну изменения структуры вакуума внутри атомов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые опровергли 30-летнюю гипотезу об обнаружении темной материи.
