Préférence surprenante dans l’alignement de la rotation des particules

Science

Certaines des particules qui émergent d’une soupe chaude de matière sont générées par des collisions atomiques noyaux Il semble avoir un « alignement de rotation global » préférentiel. Les collisions dissolvent les limites des protons et des neutrons ordinaires pour libérer leurs éléments constitutifs –Quarks et gluons. La préférence de spin ne peut pas être expliquée par des mécanismes conventionnels tels que l’intensité du champ magnétique ou le « vortex » de matière quark chaude créé lors de ces collisions. Alternativement, un nouveau modèle suggère que les fluctuations locales de la force forte, qui régissent les interactions des quarks et des gluons, peuvent jouer un rôle dans le déclenchement de la préférence.

l’influence

Les scientifiques ne savaient pas auparavant que la force nucléaire forte (ou force forte) pouvait affecter le spin des particules de cette manière. Si les résultats et l’interprétation résistent à un examen plus approfondi, les mesures globales d’alignement de spin donneront aux scientifiques une nouvelle façon d’étudier les fluctuations locales de la force forte. Comprendre cette force, la plus puissante et la moins bien comprise des quatre forces fondamentales de la nature, est un objectif central de la physique nucléaire. Pour mener ces recherches, les scientifiques utilisent des collisionneurs de particules pour recréer une soupe chaude de quarks et de gluons dans l’univers primitif.

résumé

Les scientifiques étudient les collisions de particules au collisionneur relativiste d’ions lourds (RHIC), une installation utilisée pour la recherche en physique nucléaire du DOE, a précédemment observé les préférences de spin des particules qui ont deux directions de spin possibles, comme les pôles nord et sud d’une planète. Des analyses récentes ont cherché à mesurer l’alignement en spin de particules appelées mésons, qui ont trois directions de spin possibles. Certains mésons n’ont montré aucune préférence, mais les mésons phi (constitués d’un quark et d’un antiquark de la même « saveur ») l’ont été. Les explications des théoriciens utilisant des mécanismes conventionnels, y compris le champ magnétique et le vortex de plasma quark-gluon, ont abouti à une valeur inférieure à celle mesurée par les scientifiques.

Récemment, un nouveau modèle développé par des théoriciens du nucléaire a ajouté des fluctuations locales de la force forte dans Plasma quark-gluon. Cet échantillon correspondait aux données de STAR Collaboration. Le nouveau modèle comprend une explication, relative aux saveurs des quarks qui composent les mésons, pourquoi certains mésons ont une préférence universelle pour l’alignement de spin alors que d’autres non. De futures expériences au RHIC testeront cette idée et cette approche d’utilisation de l’alignement de spin global des mésons Phi comme moyen d’étudier les fluctuations locales de force forte.

financement

Cette recherche a été financée par le Department of Energy, Office of Science, Nuclear Physics Program, US National Science Foundation et un groupe d’organisations et d’agences internationales répertoriées dans l’article.