Физики обнаружили, что внутри протона сила эквивалентна давлению десяти сжатых слонов.

Протоны, субатомные частицы, являются основой всей материи, однако их внутренняя структура остается одной из самых сложных загадок в физике. Для выявления сил, действующих внутри протона, ученые применили вычислительный метод, известный как решеточная квантовая хромодинамика. Это привело к созданию карты взаимодействия кварков внутри протона и сил, которые удерживают их вместе, обеспечивая целостность протона. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters, сообщает Interesting Engineering.

Протоны, составляющие ядра атомов, состоят из более мелких частиц, называемых кварками. Сильное взаимодействие, одна из четырех основных сил природы, отвечает за удержание кварков вместе. Однако эта сила настолько велика и действует на таких микроскопических масштабах, что традиционные экспериментальные методы с трудом могут измерить ее непосредственно.

Поскольку протоны играют ключевую роль в атомных ядрах, важно понять сильные взаимодействия внутри этих субатомных частиц. Эта информация может улучшить различные теоретические модели физики и повысить точность экспериментов, проводимых на высоких энергиях.

Вместо того чтобы пытаться наблюдать эти частицы напрямую, что невероятно сложно, физики создали виртуальную решетку, разбивая пространство и время на маленькие дискретные точки. Эта решетка позволила ученым применять сложные уравнения, моделирующие взаимодействие кварков внутри протона через сильное взаимодействие. В результате моделирования была создана карта, демонстрирующая силы, действующие внутри протона.

По словам физиков, даже на таких малых масштабах задействованные силы являются исключительно мощными и достигают 500 000 Ньютонов, что эквивалентно примерно 10 слонам, сжимающимся в пространстве, значительно меньшем, чем ядро атома.

Понимание внутренней динамики протонов имеет критическое значение для углубления знаний в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Авторы нового исследования сделали важный шаг к полному пониманию сил, которые удерживают протон в целостности.

В будущем открытия, основанные на результатах этого исследования, могут способствовать созданию более эффективных ядерных реакторов, новых материалов и даже инновационных методов лечения рака. Например, протонная терапия, форма лечения рака, использующая высокоэнергетические протоны для разрушения опухолей, может извлечь выгоду из более глубокого понимания поведения протона.