حزمة إلكترونات ملتوية مثل المفتاح اللولبي تصطدم بالبروتون. من نقطة الاصطدام تنطلق أزواج من الجسيمات — بيون موجب وبيون متعادل. ولأول مرة، قام الفيزيائيون بقياس عدد المرات التي تتفرق فيها هذه الأزواج بزوايا مختلفة عندما يكون لف الإلكترون موجهاً لليسار أو لليمين.
الفرق في هذه التكرارات — أي اللامتماثل — لم يكن صفراً. وهذا يعني أن الكواركات والغلوونات داخل البروتون لا تتحرك بشكل عشوائي فحسب، بل ترتبط بارتباطات خاصة. أحد هذه الارتباطات توصف بكمية كان من الصعب قياسها مباشرة في السابق.
اكتشاف آخر: سلوك الأزواج يعتمد على شحنتها. أزواج البيون الموجب والمتعادل تتصرف بشكل مختلف عن أزواج البيون السالب والمتعادل. وهكذا ظهر لأول مرة الاعتماد على اللف المغزلي النظائري (isospin) — وهي خاصية تميز البروتون عن النيوترون.
الآن أصبح لدى الفيزيائيين أداة جديدة: من خلال قياس زوايا تفرق الأزواج، يمكن استخراج تلك الكمية التي تصف ارتباطات الكوارك-غلوون نقطة بنقطة. لم يعد البروتون كرة ناعمة، بل يكشف عن خيوطه الداخلية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.14271
A first measurement of beam spin asymmetries for $$\pi^+\pi^0$$ and $$\pi^-\pi^0$$ pairs in semi-inclusive deep inelastic scattering is reported. The asymmetries in the dihadron angular distributions were measured from the scattering of a 10.6 GeV longitudinally polarized electron beam off a proton target, using the CLAS12 detector at Jefferson Lab. A photon classifier using a Gradient Boosted Trees (GBTs) architecture was trained with Monte Carlo simulations to reduce the amount of false combinatorial background $$\pi^0$$s, increasing statistics by up to five-fold compared to previous CLAS12 $$\pi^0$$ analyses. A nonzero $$\sin\phi_{R_\perp}$$ asymmetry is observed. This measurement is sensitive to the underexplored collinear twist-3 PDF $$e(x)$$, which encodes quark-gluon correlations in the proton, and presents a new avenue for its point-by-point extraction. The asymmetries also provide the first experimental evidence for the isospin-dependence of the helicity-dependent dihadron fragmentation function $$G_1^\perp$$, revealed by a sign-difference between the $$\pi^+\pi^0$$ and $$\pi^-\pi^0$$ channels in the $$\sin(\phi_h-\phi_{R_\perp})$$ modulation. In contrast, a large, same-sign enhancement near the $$\rho$$ mass for the $$\sin(2\phi_h-2\phi_{R_\perp})$$ modulation is observed, matching spectator model predictions in $$\pi^+\pi^-$$ pairs.
كاشف CLAS12 في مختبر جيفرسون بحجم منزل صغير تقريباً ويحتوي على آلاف القنوات لتسجيل الجسيمات تعمل في وقت واحد.