Fysikere ved Massachusetts Institute of Technology har funnet en forklaring på et 35 år gammelt mysterium om hvorfor kvarkmomenter fordeler seg annerledes i atomkjernene enn i frie protoner og nøytroner. Det viste seg at dette skyldes det faktum at det oppstår kortsiktige korrelasjoner mellom nukleoner. Dette ble kunngjort i en pressemelding på Phys.org.
Forskere analyserte data fra et partikkeldetektoreksperiment fra 2004 i Jeffersons laboratorium. Deretter ble kjernene i karbon, aluminium, jern og bly, så vel som deuterium (en isotop av hydrogen som inneholder et proton og et nøytron i kjernen) bestrålet med elektroner med en energi på 5,01 gigraelektronvolt. I dette tilfellet registrerte detektorene både utslåtte partikler og spredte elektroner.
Resultatene som ble oppnådd bekreftet tilstedeværelsen av kortdistansekorrelasjoner mellom protoner og nøytroner, som varer i flere sekunder. Dessuten overlapper strukturene deres midlertidig. Forskerne har avledet en funksjon for kortdistansekorrelasjoner som beskriver EMC-effekten - misforholdet mellom momenta i frie protoner og nøytroner og nukleoner i atomkjerner. I følge denne modellen fremmer korrelasjoner omfordelingen av kvarker og endrer momenta.
EMC-effekten ble oppdaget i 1983 av forskere fra CERN som en del av det europeiske Muon-samarbeidet. Selv om mer enn tusen vitenskapelige artikler er publisert om dette emnet, er det fremdeles ingen entydig forklaring på dette fenomenet, i forbindelse med at det kalles et av fysikkens uløste problemer.
