Natuurkundigen van het Massachusetts Institute of Technology hebben een verklaring gevonden voor een 35 jaar oud mysterie over waarom quarkmomenten anders verdeeld zijn in de atoomkernen dan in vrije protonen en neutronen. Het bleek dat dit komt door het feit dat er korte termijn correlaties ontstaan tussen nucleonen. Dit werd aangekondigd in een persbericht op Phys.org.
Wetenschappers analyseerden gegevens van een deeltjesdetectorexperiment uit 2004 in het laboratorium van Jefferson. Vervolgens werden de kernen van koolstof, aluminium, ijzer en lood, evenals deuterium (een isotoop van waterstof met een proton en een neutron in de kern) bestraald met elektronen met een energie van 5,01 giga-elektronvolt. In dit geval registreerden de detectoren zowel uitgeslagen deeltjes als verstrooide elektronen.
De verkregen resultaten bevestigden de aanwezigheid van correlaties op korte afstand tussen protonen en neutronen, die enkele seconden aanhouden. Bovendien overlappen hun structuren elkaar tijdelijk. De onderzoekers hebben een functie afgeleid voor korte-afstandscorrelaties die het EMC-effect beschrijft - de mismatch tussen momenta in vrije protonen en neutronen en nucleonen in atoomkernen. Volgens dit model bevorderen correlaties de herverdeling van quarks en veranderen ze hun momenta.
Het EMC-effect werd in 1983 ontdekt door CERN-wetenschappers als onderdeel van de European Muon Collaboration. Hoewel er meer dan duizend wetenschappelijke artikelen over dit onderwerp zijn gepubliceerd, is er nog steeds geen eenduidige verklaring voor dit fenomeen, in verband waarmee het een van de onopgeloste problemen van de fysica wordt genoemd.
