Proton pod wysokim ciśnieniem

Proton pod wysokim ciśnieniem
Fizycy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) po raz pierwszy obliczyli rozkład ciśnienia wewnątrz protonu. Wykryli wysokociśnieniowy rdzeń protonu, który w najbardziej intensywnym punkcie generuje ciśnienie sięgające 1035 paskali, czyli większe niż to występujące wewnątrz gwiazdy neutronowej. Rdzeń ten oddziałuje na zewnątrz, podczas gdy otaczający obszar wpycha go poprzez ciśnienie do wewnątrz.

"Odkryliśmy, że w centrum protonu kwarki i gluony wytwarzają znaczne ciśnienie, a im bliżej krawędzi, tym ciśnienie się zmniejsza. Dążymy do uzyskania pełnego obrazu struktury protonu", napisała Phiala Shanahan, z MIT, jedna z głównych autorów badań, w publikacji w "Physical Review Letters".

W odróżnieniu od wcześniejszych badań, uczeni postanowili oprócz kwarków uwzględnić też rolę gluonów. Do obliczania interakcji pomiędzy kwarkami i gluonami, które przyczyniają się do ciśnienia protonu, wykorzystali superkomputery.

"Wewnątrz protonu znajduje się bąbelkująca próżnia kwantowa par kwarków i antykwarków, jak również gluonów, pojawiających się i znikających", tłumaczy Shanahan.

Potwierdzenie obliczeń i prowadzenie dalszych prac będzie jednak wymagało, zdaniem fizyków, użycia znacznie potężniejszych detektorów - np. projektowanego akceleratora Electron-Ion Collider do badania wewnętrznych struktur protonów i neutronów.