Анализ большого количества экспериментальных данных, полученных при столкновении частиц доказал, что протоны могут содержать очарованные кварки. Исследование коллаборации NNPDF опубликовано в журнале Nature.
Протон — положительно заряженная частица, входящая в ядро атома. Несмотря на крошечный размер эти частицы составные. В соответствии с квантовой хромодинамикой каждый протон представляет собой два верхних кварка и один нижний, связанные между собой глюонами. Эта модель относительно неплохо описывает протон, но является упрощенной. Многочисленные исследования показали, что помимо верхнего и нижнего кварка в состав протона могут временно входить другие кварки.
Всего существует шесть типов кварков. Три из них тяжелее протонов, а три — легче. Очарованный кварк — самый легкий из тяжелой группы. В своем эксперименте ученые использовали новый подход для анализа наблюдений, полученных за 35 лет.
Чтобы узнать о структуре субатомных и элементарных частиц, исследователи сталкивают их с невероятной скоростью на ускорителях частиц, таких как Большой адронный коллайдер. В своей работе ученые из некоммерческой коллаборацией NNPDF собрали данные о результатах таких столкновений с 1980-х годов.
Результаты наблюдений ученые использовали для машинного обучения модели, которая должна была реконструировать состав частиц. Алгоритм представил возможные структуры и вероятность того, что они действительно могут существовать.
Исследование показало, что, хоть вероятность такого события и низка, очарованный кварк может входить в состав протонов. При этом разница в массах регулируется вероятностным характером квантовой физики. Большая масса и низкий шанс попадания очарованного кварка в протон уравновешивают друг друга, поскольку полная масса кварка не поглощается субатомной частицей даже когда он входит в ее состав, объясняют физики.
