Physiker am Massachusetts Institute of Technology haben eine Erklärung für ein 35 Jahre altes Rätsel gefunden, warum Quarkimpulse innerhalb der Atomkerne anders verteilt sind als in freien Protonen und Neutronen. Es stellte sich heraus, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass kurzfristige Korrelationen zwischen Nukleonen auftreten. Dies wurde in einer Pressemitteilung auf Phys.org angekündigt.
Wissenschaftler analysierten Daten aus einem Partikeldetektorexperiment von 2004 in Jeffersons Labor. Dann wurden die Kerne von Kohlenstoff, Aluminium, Eisen und Blei sowie Deuterium (ein Wasserstoffisotop, das ein Proton und ein Neutron im Kern enthielt) mit Elektronen mit einer Energie von 5,01 Gigaelektronvolt bestrahlt. In diesem Fall zeichneten die Detektoren sowohl ausgeschlagene Teilchen als auch gestreute Elektronen auf.
Die erhaltenen Ergebnisse bestätigten das Vorhandensein von Korrelationen zwischen Protonen und Neutronen im Nahbereich, die mehrere Sekunden andauern. Darüber hinaus überlappen sich ihre Strukturen vorübergehend. Die Forscher haben eine Funktion für Korrelationen im Nahbereich entwickelt, die den EMV-Effekt beschreibt - die Fehlpaarung zwischen den Impulsen in freien Protonen und Neutronen und Nukleonen in Atomkernen. Nach diesem Modell fördern Korrelationen die Umverteilung von Quarks und verändern deren Impulse.
Der EMV-Effekt wurde 1983 von CERN-Wissenschaftlern im Rahmen der European Muon Collaboration entdeckt. Obwohl mehr als tausend wissenschaftliche Arbeiten zu diesem Thema veröffentlicht wurden, gibt es noch keine eindeutige Erklärung für dieses Phänomen, in dessen Zusammenhang es als eines der ungelösten Probleme der Physik bezeichnet wird.
