اسپين پروتون ناشي از كواركها و گلوئونهاي تشكيل دهندهي آن است. در طي آزمايشهايي در دههي 1980، به صورت غير منتظره مشخص شد كه سهم اسپينهاي ذاتي كواركها بسيار كوچك است. اين به اصطلاح «بحران اسپين پروتون» بدون حل باقي ماند، اما يك تحليل جامع جديد از داده هاي پراكندگي پروتون كه در فيزيكال ريويو لترز منتشر شده است، اولين دليل واضح رانشان ميدهد مبني بر اينكه قطبش اسپين گلوئون صفر نيست. اين مشاهده، پيشنهاد ميكند كه گلوئونها ميتوانند نقش مهمي در اسپين پروتون داشته باشند.
پروتون ذره اي با اسپين 1/2 است كه از سه كوارك ساخته شده است كه به وسيله گلوئونها كه حامل نيروي قوي هستند در كنار يكديگر نگه داشته ميشوند. كواركها اسپين 1/2 دارند بنابراين فيزيك پيشهها اصولا فرض ميكردند دو تا از كواركها در جهتگيري مخالف باشند به طوريكه سهم اسپينشان حذف شود و تنها يك كوارك تنها باقي بماند كه اسپين پروتون را تعيين ميكند. اما در اندازهگيري هايي كه از برخوردهاي پروتون - ميوئون انجام شده است متوجه شدند كه تنها يك چهارم از اسپين پروتون ناشي از اسپين كوارك است. مقدار باقيمانده بايد ناشي از اسپين گلوئون و/يا حركت مداري كواركها و گلوئونها درون پروتون باشد.
آزمايشگاه ملي بروك هاون
فيزيكپيشهها براي تعيين سهم گلوئونها كه اسپين1 دارند، احتمال اينكه يك گلوئون با تكانه خاص نسبت به اسپين پروتون جهتگيري كند و يا قطبيده شود را اندازه ميگيرند. مشاهدات پيشين از برخوردهاي پروتون-پروتون در برخورد دهنده يون سنگين نسبيتي (RHIC) نشان داد كه قطبش گلوئون براي مقادير تكانه ميانه، نزديك به صفر است. با اين حال با استفاده از نتايج جديدتر از RHIC، دانيل دي فلورين (Daniel de Florian)
از دانشگاه بوينس آيرس در آرژانتين و همكارانش مقدار قطبش غير صفر براي گلوئون يافته اند. همچنان دادههاي بيشتري در تكانه پايين مورد نياز است، اما بهترين تطابق كنوني پيشنهاد ميدهد كه نيمي از اسپين پروتون از اسپين گلوئون ناشي ميشود.
منبع:
مرجع:
Phys. Rev. Lett. 113, 012001 (2014)
نويسنده:
مايكل اسكيربر (Michael Schirber)
نویسنده خبر: آزاده نعمتی