Gotovo celokupna masa vidljivog sveta, od ljudskog tela do najvećih zvezda, ne potiče neposredno od mase osnovnih čestica koje nazivamo kvarkovima. Mnogo veći deo nastaje iz energije snažne nuklearne sile i aktivnosti gluona, čestica koje kvarkove drže povezane unutar protona i neutrona. Novo merenje u CERN-u sada pokazuje da se gluoni u atomskom jezgru, kada postanu izuzetno gusto zbijeni, možda ponašaju drugačije nego što je predviđao jedan od vodećih modela.
Podaci su prikupljeni u okviru eksperimenta ALICE na Velikom hadronskom sudaraču. Naučnici nisu posmatrali samo klasične direktne sudare olovnih jezgara. Analizirali su i situacije u kojima dva jezgra prođu veoma blizu jedno drugom, ali se fizički ne dodirnu. Njihova snažna elektromagnetna polja tada mogu da se ponašaju kao snopovi visokoenergetskih fotona.
Kada takav foton pogodi drugo jezgro, može nakratko da proizvede česticu poznatu kao J/psi. Način i učestalost njenog nastanka pružaju podatke o rasporedu gluona unutar jezgra. Nova metoda omogućila je istovremeno praćenje energije interakcije i prenosa impulsa, pa su istraživači dobili svojevrsni mikroskop za proučavanje prostora manjeg od protona.
Tim u kojem je važnu ulogu imao fizičar Danijel Tapija Takaki sa Univerziteta u Kanzasu dostigao je rezoluciju od približno 0,2 femtometra. To je oko četvrtine veličine protona. Kada bi atomsko jezgro bilo uvećano do dimenzija fudbalskog stadiona, naučnici bi ovakvom preciznošću mogli da razlikuju detalje veličine nekoliko metara na terenu.
Na najmanjim posmatranim razmerama zabeleženo je neočekivano smanjenje proizvodnje J/psi čestica. Statistička značajnost odstupanja iznosila je oko tri standardne devijacije. To je dovoljno da rezultat bude zanimljiv i da zahteva dalje ispitivanje, ali nije dovoljno za tvrdnju da je otkriven potpuno novi fizički fenomen.
Klasično objašnjenje, poznato kao nuklearno zasenčenje, pretpostavlja da se gluoni u jezgru delimično preklapaju i zaklanjaju jedni druge, slično slojevima oblaka koji umanjuju količinu svetlosti. Međutim, prema rezultatima objavljenim u časopisu „Physical Review Letters“, samo takvo zasenčenje teško objašnjava zabeleženi pad.
Druga mogućnost jeste takozvano zasićenje gluona. Kada ih na veoma malom prostoru postane previše, oni počinju snažno da deluju jedni na druge. Njihov broj tada ne može jednostavno da raste bez ograničenja sa povećanjem energije. Umesto nezavisnih čestica, počinju da se ponašaju kao veoma gust kolektivni sistem.
Razumevanje tog stanja važno je za kvantnu hromodinamiku, teoriju snažne nuklearne sile. Ono bi moglo da pomogne i pri rekonstrukciji uslova koji su postojali neposredno nakon Velikog praska, kada je materija bila neuporedivo toplija i gušća nego danas.
Novi nalaz još nije konačan odgovor, ali fizičarima pruža način da razlikuju modele koji su ranije davali veoma slična predviđanja. Što preciznije zavire u jezgro, postaje jasnije da protoni i neutroni nisu jednostavne kuglice. U njihovoj unutrašnjosti nalazi se dinamičan svet čestica i energije od kojeg je, posredno, izgrađena gotovo sva vidljiva materija.
S.B.
