Studier har avslöjat ett pussel om hur de inre byggstenarna i en proton, känd som kvarker (färgade sfärer) och gluoner (gula "fjädrar"), bidra till protonspinn. Experiment på Relativistic Heavy Ion Collider vid Brookhaven National Laboratory hjälper till att lösa detta mysterium. Upphovsman:Brookhaven National Laboratory
Var får protonen sin snurr? Denna fråga har förbryllat fysiker ända sedan experiment på 1980-talet avslöjade att en protons bestående kvarkar-de mest grundläggande byggstenarna i atomkärnor-endast står för ungefär en tredjedel av en protons spinn. Kollisioner av spinnpolariserade protoner vid Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), en amerikansk Department of Energy Office of Science användaranläggning för kärnfysisk forskning vid DOE:s Brookhaven National Laboratory, hjälper till att lösa detta mysterium.
Nicole Lewis, en Brookhaven Lab -fysiker, kommer att presentera de senaste resultaten från RHIC -spinnprogrammet i ett inbjudet föredrag vid höstmötet 2021 i APS Division of Nuclear Physics den 12 oktober, 2021. Resultaten publiceras samma dag i Fysiska granskningsbrev .
"RHIC är den första och enda kollideraren i världen som kan köra polariserade protonstrålar, "Lewis sa." Det betyder att centrifugeringsmätningar kan göras vid högre kollisionsenergier jämfört med tidigare fastmålsexperiment som de som avslöjade det första spin-mysteriet. Vid kollisioner där protonns spinn pekar i strålens riktning (längsgående polariserad), vi kan studera hur mycket av protonspinnet som beror på snurren i dess bestående kvarker och gluoner. "
Lewis kommer att presentera nya mätningar av kvark- och gluonbidrag till protonspinn baserat på data från RHIC:s STAR- och PHENIX -detektorer. Gluoner är de limliknande kraftbärarpartiklarna som effektivt "limar" kvarkar inuti protoner och andra hadroner. RHIC är den första anläggningen som möjliggör detaljerade studier av gluons spin -bidrag.
Lewis tal kommer också att innehålla nya resultat från transversalt polariserade protonkollisioner - där protonspinn är inriktad i en "uppåtgående" riktning. Dessa kollisioner gör det möjligt för forskare att undersöka protonens tredimensionella inre struktur.
Dessutom, Lewis kommer att diskutera framtida spinnmätningsmöjligheter med en ny "framåtuppgradering" till STAR och det kommande sPHENIX -experimentet - en stor omvandling av PHENIX - som planeras att samla in data 2023.
