Сколько силы вам понадобится, чтобы вытянуть кварк из протона?

Ученые из лаборатории имени Томаса Джефферсона в США совершили важный прорыв в области физики микромира. Им удалось измерить силы сдвига, действующие на кварки внутри протона. Это открытие стало возможным благодаря экспериментам, проведённым несколько десятилетий назад на ускорителе заряженных частиц CEBAF.

Для исследования внутренней структуры протона ученые использовали метод глубоко-виртуального комптоновского рассеяния. При взаимодействии электронов с протоном один из кварков внутри протона испускает фотон. Анализируя свойства этого фотона, ученые получают информацию о характеристиках самого кварка.

Одним из ключевых моментов стало применение теоретических предсказаний физика Максима Полякова, установившего в начале 2000-х годов взаимосвязь между гравитационными свойствами частиц и их внутренней структурой. Опираясь на эти соотношения, группа исследователей под руководством Волькера Буркерта смогла вычислить величину сил сдвига, действующих между кварками внутри протона.

По словам Буркерта, эти силы достигают 4 тонн - именно столько усилий нужно приложить, чтобы вытянуть из протона один кварк. Ранее та же группа ученых уже определяла величину давления внутри протона.

Открытие коренным образом меняет представления о внутреннем строении протона и открывает путь для дальнейших исследований с использованием метода глубоко-виртуального комптоновского рассеяния.

В ближайшее время ученые планируют провести высокоточные измерения размеров протона. По словам другого участника группы, Латифы Элуадрири, это открытие - лишь начало чего-то гораздо более масштабного. Анализ данных рассеяния электронов позволит получить принципиально новую информацию о свойствах протона и, возможно, выявить ранее неизвестные законы микромира.