Протон – это не просто набор кварков: новое исследование показывает, как гравитация влияет на квантовый мир

Ядерные физики сделали прорывное открытие, доказав глубокое влияние гравитации на квантовом уровне и впервые раскрыли распределение сильного взаимодействия внутри протонов. Это исследование, объединяющее исторические теоретические разработки с современными экспериментальными данными, открывает новые горизонты в понимании внутренней динамики протона и задает направление будущим открытиям в ядерной науке.

Специалисты из Лаборатории Джефферсона, используя метод, связывающий гравитацию с взаимодействиями на микроскопическом уровне, впервые составили карту распределения сильного взаимодействия внутри протона. Гравитация, чье присутствие неоспоримо на всех масштабах наблюдаемой Вселенной, теперь обнаружена и на самых малых ее уровнях.

Исследование, проведенное в Лаборатории национального ускорителя Томаса Джефферсона, входящего в состав Министерства энергетики США, проливает свет на механические свойства протона, в частности на силу сдвига, которую сильное взаимодействие может оказывать на кварки, составляющие протон. Результаты исследования были опубликованы в журнале Reviews of Modern Physics.

Основной автор исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории Джефферсона Волькер Буркерт, отмечает, что измерение дает представление об условиях, в которых находятся строительные блоки протона – кварки, связанные сильным взаимодействием.

Буркерт объясняет, что для извлечения кварка из протона потребовалось бы приложить силу более чем в четыре тонны, что является иллюстрацией мощности сильного взаимодействия внутри протона.

Исследование является всего лишь вторым измерением механических свойств протона, которое стало возможным благодаря предсказанию, сделанному полвека назад, и данным, собранным два десятилетия назад.

Теоретические основы и экспериментальные прорывы этого исследования открывают новые направления для изучения механических свойств протона, включая его внутреннее давление, массовое распределение, угловой момент и силу сдвига.

Исследователи планируют продолжить анализ существующих данных для определения механического размера протона и рассчитывают на проведение новых экспериментов с использованием более совершенных методов и оборудования.

Открытие уже изменило представление о структуре протона и открыло новые возможности для теоретических исследований, что, по мнению ученых, является лишь началом еще более значительных открытий в области ядерной физики.