Ученые рассчитали значение давления внутри протона, которое оказалось выше давления в недрах нейтронных звезд

Измерение внутреннего давления

Ученые из Лаборатории имени Джефферсона в Вирджинии, используя ускоритель электронов CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility) и сложную математическую обработку данных, произвели вычисление значения давления внутри протона. Полученные ими результаты являются ошеломляющими, давление внутри протона превосходит давление внутри нейтронных звезд, которые, как известно, являются одними из самых плотных объектов во Вселенной.

Источниками столь высокого давления являются кварки, элементарные частицы, из которых и состоит протон. Величина этого давления составляет 10^35 Паскалей, что в 10^30 превышает нормальное атмосферное давление на уровне моря.

Вычисление значения давления потребовало целой серии математических расчетов, в которых фигурировали практически все известные параметры протона, включая и характеристику под названием гравитационный форм-фактор (gravitational form factor). Этот параметр получил свое название из-за того, что он проявляется и может быть измерен лишь при взаимодействии протона с гравитонами. К сожалению, ученым еще ни разу не удавалось наблюдать гравитоны «вживую», но их эквивалентом в некоторых случаях может стать пара фотонов света.

Измерения производились при помощи электронов, разогнанных ускорителем CEBAF, которые поражали цель, состоящую из жидкого водорода. Вместо столкновений электронов с протонами в данном случае происходили столкновения электронов с отдельными кварками, и в результате таких столкновения на свет появлялась дополнительная пара фотонов. И именно эта пара фотонов служила для измерения гравитационного форм-фактора протона, который, в свою очередь, использовался для вычислений внутреннего давления.

Что же дает нам знание сверхвысокого значения внутреннего давления протона? Это добавляет нам еще одну крупицу знаний об одной из самых важных элементарных частиц, ведь без них не существовало бы никаких атомов, молекул, нас и всего нас окружающего. Отметим, что совсем недавно другая группа из Лаборатории имени Джефферсона впервые произвела измерения еще одной характеристики протона — его «заряда» сил слабых ядерных взаимодействий.

Знание подобных параметров протона позволит физикам-теоретикам попытаться понять саму природу протона, корни которой уходят намного глубже уровня отдельных кварков. Давление, которое испытывают кварки внутри протона, является результатом их взаимного влияния, явления которое остается практически неизученным на сегодняшний день.

А исследователи из Лаборатории имени Джефферсона уже планируют проведение ряда очередных экспериментов по измерению некоторых других свойств протона, плюс измерению уже известных величин с целью увеличения их точности и снижения неопределенности.

Share Button

Материалы по теме:

Ученые CERN планируют выяснить, в каком направлении падает антиматерия, вниз или вверх?
Из школьного курса физики нам известно, что молоток и легчайшее перышко, будучи помещенными в вакуум, упадут на поверхность в один и тот же момент. ...
Создан силовой луч, способный захватывать и удерживать атомы для их дальнейшего использования в квантовых технологиях
Силовые лучи, способные захватывать и удерживать различные объекты, являлись предметом научной фантастики уже достаточно долгое время. И недавно группе исследователей из Австралии удалось создать ...
Создан самый маленький оптический гироскоп, использующий «вращающийся» свет
Гироскопы - это устройства, при помощи которых беспилотные автомобили, летательные аппараты и портативные электронные устройства определяют свою ориентацию в трехмерном пространстве. Первые из гироскопов ...
Ученые обнаружили, что одна из экзотических форм льда может расти со скоростью 1600 километров в час
В начале этого года мы рассказывали нашим читателям о созданной учеными новой экзотической форме льда, который может формироваться в естественных условиях только глубоко в ...
Рентгеновский лазер EuXFEL приближается к точке выхода на полную мощность
Напомним нашим читателям, что европейский лазер на свободных электронах EuXFEL, являющийся сейчас самым большим в мире подобным лазером, начал ускорять первые электроны в 2015 ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика