Ny metode kunne udforske gluonmætning ved den fremtidige elektron-ion-kollider

Det amerikanske kernefysiksamfund forbereder sig på at bygge elektron-ion-kollideren (EIC), et flagskibsanlæg til at undersøge stoffets egenskaber og den stærke kernekraft, der holder stoffet sammen. EIC vil give videnskabsfolk mulighed for at studere, hvordan nukleoner (protoner og neutroner) opstår fra de komplekse vekselvirkninger mellem kvarker og gluoner.

Et projekt ledet af forskere ved Lawrence Berkeley National Laboratory demonstrerede en vigtig sonde til at studere gluonmætning ved den fremtidige EIC. Gluonmætning er et fænomen ved de højeste energier inde i kerner, når produktionen af ​​gluoner og deres rekombination balancerer, hvilket resulterer i en gluondensitet, der ikke længere afhænger af kollisionsenergien.

Projektet viste, at nukleonenergi-energi-korrelationen (NEEC) giver en kendetegnende forudsigelse fra teorien, der koder for gluonmætningen ved høj tæthed. Således vil NEEC-målingerne tilbyde en fantastisk mulighed for at fastslå begyndelsen af ​​gluonmætningsfænomenet i elektron-kerne-kollisioner ved EIC.

Projektet resulterede i to undersøgelser, den ene offentliggjort i Physical Review Letters og den anden i Physical Review D .

NEEC-sonden har en fordel i forhold til andre standard højenergiprocesser, fordi den er fuldt inklusiv. Dette gør det observerbare både teoretisk og eksperimentelt rent.

Forskere har også vist, at de lineært polariserede gluoner, der er begrænset inde i den upolariserede nukleon, kan analyseres gennem yderligere korrelation af energi. Interferensen af ​​gluoner, der spinder i modsat retning, udmønter sig i en asymmetri af tællehastigheder observeret i detektoren. Dette giver en udsøgt signatur af de lineært polariserede gluoner og et glimt af den tilhørende nukleontomografi.

Dette vil føre til en omfattende tilgang til at studere den universelle adfærd af gluonmætning. Det vil også supplere undersøgelsen af ​​andre højenergiprocesser på den fremtidige EIC.

Flere oplysninger: Hao-Yu Liu et al., Nucleon Energy Correlators for the Color Glas Condensate, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.130.181901

Xiao Lin Li et al., Illuminating nucleon-gluon interference via kalorimetrisk asymmetri, Physical Review D (2023). DOI:10.1103/PhysRevD.108.L091502

Journaloplysninger: Fysisk gennemgang D , Physical Review Letters

Leveret af det amerikanske energiministerium