Den amerikanska kärnfysikgemenskapen förbereder sig för att bygga elektron-jonkollideren (EIC), en flaggskeppsanläggning för att undersöka materiens egenskaper och den starka kärnkraft som håller samman materia. EIC kommer att tillåta forskare att studera hur nukleoner (protoner och neutroner) uppstår från den komplexa interaktionen mellan kvarkar och gluoner.
Ett projekt ledd av forskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory visade en viktig sond för att studera gluonmättnad vid den framtida EIC. Gluonmättnad är ett fenomen vid de högsta energierna inuti kärnorna, när produktionen av gluoner och deras rekombination balanserar ut, vilket resulterar i en gluondensitet som inte längre beror på kollisionsenergin.
Projektet visade att nukleonenergi-energikorrelationen (NEEC) ger en särskiljande förutsägelse från teorin som kodar gluonmättnaden vid hög densitet. Således kommer NEEC-mätningarna att erbjuda en stor möjlighet att fastställa början av gluonmättnadsfenomenet i elektron-kärnakollisioner vid EIC.
Projektet resulterade i två studier, en publicerad i Physical Review Letters och den andra i Physical Review D .
NEEC-sonden har en fördel jämfört med andra standardprocesser med hög energi eftersom den är helt inkluderande. Detta gör det observerbara både teoretiskt och experimentellt rent.
Forskare har också visat att de linjärt polariserade gluonerna inneslutna i den opolariserade nukleonen kan analyseras genom ytterligare korrelation av energi. Interferensen av gluoner som snurrar i motsatt riktning översätts till en asymmetri av räknehastigheter som observeras i detektorn. Detta ger en utsökt signatur av de linjärt polariserade gluonerna och en glimt av den associerade nukleontomografin.
Detta kommer att leda till ett omfattande tillvägagångssätt för att studera det universella beteendet hos gluonmättnad. Det kommer också att komplettera studiet av andra högenergiprocesser vid det framtida EIC.
Mer information: Hao-Yu Liu et al, Nucleon Energy Correlators for the Color Glass 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
Journalinformation: Fysisk granskning D , Fysiska granskningsbrev
Tillhandahålls av US Department of Energy
