Одной из загадок в физике элементарных частиц остаётся вопрос об электрической поляризуемости протона α
E, которая определяется сложным взаимодействием кварков и глюонов. Согласно теоретическим расчётам, α
E должна монотонно уменьшаться с ростом квадрата переданного импульса, однако в измерениях был обнаружен локальный максимум вблизи
Q2=0,33 ГэВ
2, и в течение двух десятилетий не удавалось подтвердить или опровергнуть наличие этой аномалии. В новом независимом эксперименте [1], выполненном в Национальной лаборатории им. Т. Джеферсона (США), максимум обнаруживается с ещё большей достоверностью, чем ранее. Повысить точность измерений помогло изучение возбуждённых промежуточных состояний протона, измерение азимутальной асимметрии рассеяния и исследование реакций ep → epπ
0 одновременно с ep → epγ. Пучок электронов с энергиями 4,56 ГэВ сталкивался с жидким водородом, регистрировались продукты реакции ep → epγ и измерялось сечение виртуального комптоновского рассеяния, содержащего информацию о поляризуемости. Найденное положение локального максимума α
E совпадает с тем, что было получено в предшествующих измерениях, но максимум оказался немного ниже. Характерный радиус электрической поляризуемости протона значительно превышает зарядовый радиус [2]. Таким образом, наличие аномалии в α
E подтверждается, хотя существующие теории пока не дают ей объяснения. Для решения этой проблемы в ближайшие годы планируются новые расчёты методом «КХД на решётке» на больших вычислительных мощностях и новые эксперименты.
[1] Li R et al.
Nature 611 265 (2022)
[2] Хабарова К Ю, Колачевский Н Н
УФН 191 1095 (2021); Khabarova K Yu, Kolachevsky N N
Phys. Usp. 64 1038 (2021)