Quarks krijgen concurrentie: zit de kern van materie in een Y-vormige knoop?

In dit artikel:

Natuurkundigen van de Amerikaanse deeltjesversneller RHIC hebben aanwijzingen gevonden dat het baryongetal van protonen en neutronen mogelijk niet door hun quarks wordt gedragen. Volgens de gangbare theorie draagt elk van de drie quarks in een proton of neutron een derde van dit getal, dat aangeeft hoeveel materie een deeltje vertegenwoordigt en behouden blijft.

Een alternatief idee uit de jaren zeventig stelt dat het baryongetal volledig zit in een Y-vormige knoop van gluonen, de deeltjes die quarks bij elkaar houden. Zo’n knoop zou na een botsing minder snel wegvliegen en daardoor meer materie in het centrum achterlaten.

Bij botsingen met goudkernen zagen de onderzoekers inderdaad meer achterblijvende materie dan de quarktheorie voorspelt. Vervolgens vergeleken ze twee miljard botsingen van ruthenium- en zirkoniumkernen. Hoewel die kernen evenveel deeltjes bevatten, verschilt hun aantal protonen met vier. De verhouding tussen elektrische lading en materie in het botsingscentrum kwam bij de meest frontale botsingen uit op 1,84, terwijl de quarktheorie een verhouding van 1 voorspelt.

De resultaten zijn geen bewijs voor de gluonenknoop. Neutronen werden bovendien indirect geschat en de knoop is nog niet rechtstreeks waargenomen. Metingen bij CEBAF, de LHC en de toekomstige Electron-Ion Collider moeten uitsluitsel geven.