Фізики з'ясували, що всередині протона діє сила, що дорівнює силі 10 здавлених слонів.

Субатомні частинки, відомі як протони, є основою всієї матерії, але їх внутрішня структура залишається однією з найскладніших загадок у фізиці. Щоб виявити сили всередині протона, науковці використали обчислювальну техніку, відому як решіткова квантова хромодинаміка. В результаті була створена карта взаємодії кварків всередині протона та сил, які тримають їх разом, щоб протон залишався цілим. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, повідомляє Interesting Engineering.

Однією з складових ядер атомів є протони, які складаються з менших частинок, відомих як кварки. За утримування кварків разом відповідає сильна взаємодія, одна з чотирьох основних сил природи. Але ця сила настільки потужна і діє на таких крихітних масштабах, що традиційні експериментальні методи з труднощами можуть виміряти її безпосередньо.

Оскільки протони відіграють вирішальну роль в ядрах атомів, важливо зрозуміти сильні взаємодії всередині цих субатомних частинок. Ця інформація може покращити різні теоретичні фізичні моделі та підвищити точність експериментів з високими енергіями.

Замість того, щоб намагатися спостерігати ці частинки безпосередньо, що є надзвичайно складним, фізики створили віртуальну решітку, розбиваючи простір і час на невеликі дискретні точки. Ця решітка дозволила науковцям застосовувати складні рівняння, які моделюють, як кварки взаємодіють всередині протона за допомогою сильної взаємодії. Моделювання в кінцевому підсумку призвело до створення карти, яка показала сили, що діють всередині протона.

За словами фізиків, навіть на таких крихітних масштабах залучені сили є надзвичайно потужними і досягають 500 000 Ньютонів, що еквівалентно приблизно 10 слонам, стиснутим в просторі, набагато меншим, ніж ядро атома.

Розуміння внутрішньої динаміки протонів має важливе значення для покращення знань у галузі ядерної фізики та фізики елементарних частинок. Автори нового дослідження зробили важливий крок вперед у повному розумінні сил, які утримують протон цілим.

У майбутньому відкриття, основані на результатах цього дослідження, можуть сприяти створенню більш ефективних ядерних реакторів, нових матеріалів і навіть ефективних стратегій лікування раку. Наприклад, протонна терапія, форма лікування раку, яка використовує високоенергетичні протони для знищення пухлин, може виграти від більш глибокого розуміння поведінки протона.