Proton və neytronlar kvarklardan – kütləsi son dərəcə kiçik olan fundamental hissəciklərdən təşkil olunmasına baxmayaraq, onlar öz "tikinti blokları"nın cəmindən onlarca dəfə daha ağırdır. Bu sirr uzun müddətdir ki, alimləri çətin vəziyyətə salır. 

Məlum olduğu kimi, kvarklara öz kütləsini verən Hiqqs mexanizmi nükleonların kütləsinin 2%-dən az hissəsini izah edir. Qalan hissəsi hərfi mənada "heç bir yerdən peyda olur" – kvant xromodinamikası (KXD) ilə təsvir olunan güclü qarşılıqlı təsir proseslərindən. Cefferson Laboratoriyasının mütəxəssislərindən ibarət komanda güclü qarşılıqlı təsirdə iştirak edən hissəciklər – hadronların kütləsinin yaranma mexanizmlərinin indiyə qədərki ən tam təsvirini təqdim edib. 

HİT.az xəbər verir ki, araşdırma "Symmetry" jurnalında dərc olunub.

KXD təsdiq edir ki, kütlə, kvark və qluon sahələrində yığılmış enerjidən yaranır – sözdə hadron kütləsinin yaranma effekti. Hadronların daxilində qluonlar öz aralarında qarşılıqlı təsir göstərə bilir, bu da güclü qarşılıqlı təsirin dinamikasını son dərəcə mürəkkəb və məsafə ilə dəyişən edir.

Kiçik məsafələrdə, protonun ölçüsü ilə müqayisə olunan qədər, kvarklar və qluonlar "çılpaq" hissəciklərin xassələrini itirir və "geyinmiş" vəziyyətə keçirlər – davamlı olaraq yaranan və yox olan virtual hissəcik buludları ilə əhatə olunurlar. Bu rejimdə "geyinmiş" kvarklar təxminən 400 MeV kütlə qazanır və üç belə kvark qarşılıqlı təsir göstərirək təxminən 1 GeV kütləsi olan protonu formalaşdırır. Məhz bu dinamik yaranan kütlə protonun kütləsinin demək olar ki, hamısını – və müvafiq olaraq, Kainatdakı bütün müşahidə olunan maddənin kütləsini təşkil edir.

Demək olar ki, 30 il ərzində Cefferson Laboratoriyasının alimləri protonun quruluşunu və onun həyəcanlanmış vəziyyətlərini öyrənərək məlumatlar toplayıblar. Güclü qarşılıqlı təsirin məsafədən asılılığını təsvir edən Şvingerin kontinuum yanaşması metodundan istifadə edərək, tədqiqatçılar nəzəri hesablamaları eksperimental müşahidələrlə müqayisə etdilər.

Nəzəriyyə və eksperimentin müqayisəsi birmənalı şəkildə göstərdi: dinamik olaraq yaranan kütləyə malik "geyinmiş" kvarklar protonun strukturunun və onun həyəcanlanmış vəziyyətlərinin əsas elementləridir. Bu, hadron kütləsinin yaranmasının nəzəri modelini ciddi şəkildə möhkəmlətdi.

Eyni zamanda bir çox suallar cavabsız qalır. Köhnə 6-GeV CEBAF proqramının təcrübələri hadron kütləsinin təxminən 30%-nin formalaşdığı məsafə sahəsini əhatə edirdi. Cari 12-GeV proqramının məlumatları isə kütlənin təxminən yarısı üçün məsul olan sahəyə nəzər salmağa imkan verir.

Gələcəkdə daha yüksək enerjili elektron şüaları ilə aparılacaq təcrübələr hadron kütləsinin dominant hissəsinin yarandığı bütün məsafə diapazonunu araşdırmaq imkanı yaradacaq.

Cefferson Laboratoriyasından Viktor Mokeyev vurğulayıb: "Tam şəkli əldə etdikdə, protonun və digər hissəciklərin kütləsinin necə formalaşdığını nəhayət başa düşə biləcəyik. Bu, müasir nüvə fizikasının ən vacib vəzifələrindən biridir".

Samir