Физики из лаборатории Томаса Джефферсона провели уникальный эксперимент, который позволил глубже понять структуру атомных ядер. В комбинации с Центральным нейтронным детектором исследователи создали установку для точного измерения взаимодействия электронов с нейтронами в процессе рассеяния. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Атомное ядро состоит из двух типов частиц — протонов (положительно заряженных) и нейтронов (не имеющих заряда), объединенных общим названием "нуклоны". Нуклоны в свою очередь состоят из еще более мелких частиц — кварков.
Нейтроны сложнее обнаружить из-за их специфической траектории рассеяния, недоступной для большинства детекторов. Для решения этой проблемы команда под руководством Сильвии Никколаи разработала и установила новый детектор, работа над которым началась еще в 2011 году. Эксперимент выявил неожиданные сложности — загрязнение данных сигналами от протонов, которое удалось устранить благодаря алгоритмам машинного обучения. Полученные данные впервые дали ученым возможность отделить вклады различных типов кварков в структуру нейтронов и протонов.
Исследование вносит вклад в понимание фундаментальных свойств материи и расширяет наши представления об устройстве Вселенной, а использование нового детектора позволит провести еще более точные измерения в будущем.
