От Большого Взрыва до наших дней: резонирующие протоны раскрывают тайны ранней Вселенной

Новое исследование раскрывает 3D структуру ядерных резонансов. В середине 20-го века ученые установили, что протоны способны резонировать подобно колебаниям колокола. Несмотря на существенные достижения в последующих 30 лет, которые позволили получить трехмерные изображения протона, до сих пор мало что известно о 3D структуре резонирующего протона.

Недавний эксперимент, проведенный в Томас Джефферсон Национальной акселераторной лаборатории США, более глубоко исследовал трехмерные структуры резонансов протона и нейтрона. Эти данные дополняют общую картину хаотичной ранней Вселенной сразу после Большого Взрыва.

Изучение основных свойств и поведения нуклонов (протонов и нейтронов, составляющих ядра атомов) предоставляет ключевые сведения о базовых строительных блоках материи. Когда нуклон возбуждается в состояние высокой энергии, его кварки вращаются и колеблются друг против друга, что называется резонансом нуклона.

Группа физиков из Университета Юстуса Либига в Гиссене, Германия, и Университета Коннектикута руководила экспериментом. Результаты были опубликованы в авторитетном журнале Physical Review Letters . Стефан Дил, ведущий аналитик, подчеркнул, что этот эксперимент открывает новое направление исследований.

Дил также обсудил, как материя начала формироваться в ранней Вселенной: "В начале был только плазменный состав из кварков и глюонов. Затем начали формироваться возбужденные состояния нуклона. С расширением Вселенной, она охлаждалась, и проявились нуклоны в основном состоянии."

Эти исследования помогут узнать больше о характеристиках этих резонансов и понять, как формировалась материя во Вселенной и почему Вселенная существует в своей нынешней форме.

Исследование проводилось при финансовой поддержке Департамента энергетики США.