Onlarca yıldır fizikçiler yanıltıcı derecede basit bir soru üzerinde kafa yoruyorlar: Bir proton, onu antimadde yerine madde olarak işaretleyen kuantum özelliği olan baryon sayısını nasıl taşır? Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısı’ndaki STAR İşbirliği ile araştırmacılar tarafından hazırlanan yeni bir makaleye göre, baryon numarasının yalnızca protonun üç kuarkı tarafından değil, bu kuarkları birbirine bağlayan gluon ağı tarafından taşındığı görülüyor – baryon bağlantısıolarak bilinen bir yapı.
Geleneksel tablo, bir protonun aslında her biri onun özelliklerine katkıda bulunan üç kuarktan oluştuğunu gösterir.
Ancak giderek daha kesin hale gelen deneyler, bunun çok daha karmaşık bir sistem olduğunu ortaya çıkardı; tanımlayıcı özelliklerinin çoğu, kuarklar ve onları birbirine bağlayan gluonlar arasındaki etkileşimlerden ortaya çıkıyor.
Geriye kalan en büyük gizemlerden biri protonun baryon sayısını nasıl taşıdığıdır.
STAR fizikçileri “Baryon kuantum sayısının erken Evren’deki baryogenezden bu yana korunduğu bulundu” dedi.
“Geleneksel olarak, her kesirli yüklü değerlik kuarkın bir baryon sayısının üçte birini taşıdığı anlaşılmaktadır.”
“Alternatif bir hipotez, baryon sayısının bunun yerine bir baryon kavşağı – pertürbatif olmayan, Y şeklinde bir gluonik konfigürasyon – tarafından taşındığını öne sürüyor.”
İki fikir arasında karara varmak için araştırmacılar, Göreceli Ağır İyon Çarpıştırıcısında (RHIC) fotonlar, altın çekirdekler ve ağır iyonlar içeren parçacık çarpışmaları üzerinde çalıştılar.
Deneyler boyunca, baryon sayısı, yalnızca kuarklarla birlikte hareket etmesi durumunda beklenenden daha uzağa ve farklı bir şekilde hareket ederek, geleneksel tabloya göre sürekli olarak gluon-bağlantı modelini tercih etti.
Kent State Üniversitesi ve Brookhaven Laboratuvarı’ndan fizikçi Profesör Zhangbu Xu, “RHIC’deki farklı parçacık çarpışma türlerinden toplanan verileri kullanarak, sonuçlarımız baryon sayısının yalnızca bireysel kuarklar tarafından taşınmadığını gösteriyor” dedi.
“Bulgularımız, baryon sayısının, bu özel konfigürasyonda düzenlendiğinde kuarkları bir arada tutan parçacıklar olan gluonlar tarafından daha uygun şekilde taşındığı ve taşındığı fikrini güçlü bir şekilde destekliyor.”
Brookhaven Laboratuarı’ndan fizikçi Dr. Rongrong Ma, “Araştırmamız, baryon sayısının basitçe üç kuark arasında bölündüğü ve üç kuark tarafından taşındığı yönündeki uzun süredir kabul gören düşünceye meydan okuyor” dedi.
“Bu yeni anlayış, maddenin yapısı hakkındaki düşüncelerimizi yeniden şekillendiriyor ve mevcut haliyle evrenden sorumlu olan en temel element hakkındaki bilgimizi derinleştiriyor.”
Takımın makalesi Sciencedergisinde yayınlandı.
STAR İşbirliği. 2026. Nükleer çarpışmalarla baryon sayısının takibi. Bilim 393 (6812): 727-731; doi: 10.1126/science.ads5962
