Експеримент ALICE на CERN зафіксував найчіткіше зображення глюонів усередині атомних ядер

Безпрецедентна роздільна здатність: 0,2 фемтометра

Ключовим прогресом є роздільна здатність. Аналізуючи передачі імпульсу в даних, команда ALICE змогла дослідити структури розміром до 0,2 фемтометра — приблизно одну десяту розміру окремого протона . Це найкраща роздільна здатність, яку коли-небудь застосовували до розподілу глюонів всередині атомного ядра.

«При роздільній здатності 0,6, 0,3 та 0,2 фемтометра ALICE поступово зондував дедалі менші області всередині ядра», — сказав ядерний фізик Канзаського університету Даніель Тапіа Такакі, який очолив дослідження . Такий поетапний підхід дозволив команді спостерігати, як змінюється поведінка глюонів при все більшому наближенні.

Що показують дані: Ядерне затінювання проти насичення глюонів

Щоб інтерпретувати результати, команда порівняла свої вимірювання з двома конкуруючими теоретичними моделями:

• Ядерне затінювання: У цій моделі густина глюонів зменшується при малих частках імпульсу через деструктивну інтерференцію між розсіюваннями на різних нуклонах. Це було стандартним поясненням протягом десятиліть .
• Насичення глюонів: Ця більш радикальна картина передбачає, що за дуже високої густини глюони починають нелінійно взаємодіяти один з одним — по суті, вони стають настільки щільно упакованими, що «відштовхують» нові глюони, встановлюючи межу кількості, яка може існувати в заданому об'ємі .

Дані ALICE підтримують насичення глюонів на противагу звичайній картині ядерного затінювання . Це кидає виклик парадигмі затінювання, яка була стандартним поясненням ядерних глюонних ефектів з 1970-х років.

Опубліковано в Physical Review Letters

Дослідження було опубліковано в Physical Review Letters у серпні 2026 року, дані зібрано під час Run 2 Великого адронного колайдера (2015–2018) . Колектив ALICE включає дослідників з десятків установ по всьому світу, аналіз частково очолювала група Тапіа Такакі з Канзаського університету .

Чому це важливо

Цей результат важливий, оскільки глюони відповідають за більшу частину маси та енергії зв'язку звичайної матерії. Розуміння того, як глюони поводяться при високих густинах, є необхідним для побудови повної теорії сильної ядерної взаємодії (квантової хромодинаміки, або КХД) та для інтерпретації широкого спектра експериментів з ядерної та фізики елементарних частинок, включаючи майбутні вимірювання на Електрон-іонному колайдері, запланованому в США .

Якщо насичення глюонів буде підтверджено, це означатиме нову фазу ядерної матерії — щільний, колективний стан глюонів, не схожий ні на що, що спостерігалося раніше. Результат ALICE є найсильнішою експериментальною ознакою того, що ця фаза існує всередині атомних ядер при високих енергіях .