Откуда берется 98% массы обычного вещества? новое открытие

Протоны и нейтроны, основные «строительные блоки» атомных ядер, в сотни раз тяжелее суммы масс трех кварков, из которых они состоят. Механизм Хиггса, открытый в 2012 году, отвечает лишь за 1–2% массы нуклонов. Остальные 98% возникли из ниоткуда, и до недавнего времени никто не мог точно описать, как именно. Ответ был найден в квантовой хромодинамике. Международная группа физиков из Национальной ускорительной лаборатории Джефферсона (Jefferson Lab, США) опубликовала в журнале Symmetry статью, которая на сегодняшний день считается наиболее полным объяснением рождения адронов — массы частиц, участвующих в сильном взаимодействии. Согласно квантовой хромодинамике (КХД), масса протона почти полностью представляет собой энергию, заключенную в полях кварков и глюонов. Внутри протона глюоны способны взаимодействовать сами с собой, создавая невероятно сложную и изменяющуюся на расстоянии динамику. На малых расстояниях (порядка размера протона) кварки перестают быть «голыми» и окружаются облаком виртуальных частиц, «одеваясь». Именно в этом состоянии каждый кварк приобретает динамическую массу около 400 МэВ, а три таких «одетых» кварка, взаимодействуя друг с другом, дают протон с массой почти 1 ГэВ (938 МэВ). Это 98% массы обычного вещества. С 1990-х годов Лаборатория Джефферсона собирает данные о структуре протона и его возбужденных состояниях на ускорителе CEBAF. Используя континуальный подход Швингера, ученые впервые смогли сопоставить теоретические расчеты CQD с реальными экспериментальными наблюдениями во всем диапазоне расстояний. Результат очевиден. именно «одевание» кварков и динамика сильного взаимодействия полностью объясняют массу протона и других адронов. Данные старой программы 6 ГэВ охватывали зону, где рождается около 30% массы. Текущая программа на 12 ГэВ уже достигла половины пути. Будущие эксперименты с более энергичными лучами позволят нам «увидеть» весь диапазон и окончательно закрыть вопрос. «Когда мы получим полную картину, мы действительно поймем, как почти вся масса видимой Вселенной рождается из почти безмассовых кварков», — подчеркнул Виктор Мокеев, один из авторов исследования.