📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Протон нельзя увидеть как простой шарик. Если ударить по нему фотоном, он может поглотить энергию и перейти в возбуждённое состояние — как колокол, который начинает звенеть на определённой частоте после удара. Эти состояния называют нуклонными резонансами, и они живут очень недолго, прежде чем распасться на другие частицы.

В новой работе физики исследовали реакцию, в которой фотон (частица света) сталкивается с протоном и рождает мезон η' (частицу, состоящую из кварка и антикварка) и протон. Они измеряли так называемую асимметрию фотонного пучка — разницу в количестве событий при разной поляризации (направлении вращения) фотона. Впервые удалось получить данные при энергиях фотона выше 1.84 ГэВ. Кроме того, были получены самые точные на сегодня дифференциальные сечения — то есть как часто частицы вылетают под разными углами — особенно при очень задних углах, когда η' летит почти назад относительно направления фотона.

Эти данные позволили уточнить амплитуды рассеяния — математические величины, описывающие, как взаимодействуют частицы. Анализ показал, что связь системы η' и протона с резонансом N(2250) может быть сильнее, чем считалось раньше. N(2250) — это возбуждённое состояние протона с массой около 2250 МэВ (примерно в 2.4 раза тяжелее обычного протона). Более сильная связь означает, что этот резонанс играет более важную роль в рождении η'-мезонов.

Чтобы понять, насколько малы эти эффекты, представьте: энергия фотона 1.84 ГэВ — это примерно энергия, которую нужно затратить, чтобы поднять 1 миллиграмм на высоту 1 нанометра. А сечение реакции — вероятность столкновения — составляет около 1 микробарна, что в миллиард раз меньше площади поперечного сечения атома. Такие измерения требуют огромной статистики и точных детекторов.