BTC/USD 10488.04 -3.67%
ETH/USD 344.94 -7.09%
LTC/USD 43.53 -7.44%
BRENT/USD 41.65 -3.48%
GOLD/USD 1909.51 -40.45%
RUB/USD 76.04 1.34%
Tokyo
Moscow
New-York

Физики установили, что давление внутри протона в 10 раз выше, чем в центре нейтронной звезды

0

Квантовый мир

Физики впервые рассчитали распределение давления внутри протона и обнаружили, что в наиболее интенсивной точке оно достигает 1035 Па, в 10 раз превышая показатели в центре нейтронной звезды.

Нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во вселенной. Материя в них настолько сжата, что одна чайная ложка вещества будет примерно в 15 раз тяжелее Луны. Однако исследователи из Массачусетского технологического института установили, что условия внутри протона куда более суровые.

Оказалось, что ядро стремиться вырваться наружу, а окружающая область толкает его внутрь. Это можно сравнить с раздувающимся теннисным шариком внутри коллапсирующего футбольного мяча. Сопутствующее давление стабилизирует общую структуру протона.

Физики использовали ранее проведенные измерения условий ядра фундаментальной частицы, которые учитывали только кварки, и добавили в модель влияние глюонов. Команда использовала метод решеточной квантовой хромодинамики, представляющий собой систему уравнений, описывающих сильное взаимодействие. Расчет взаимодействия кварков с глюонами требует очень сложных вычислений, поэтому они задействовали сразу несколько суперкомпьютеров.

После 18 месяцев анализа различных конфигураций, ученые из MIT определили среднее давление в каждой точке от цента протона до его края. Как и предполагалось, вклад глюонов оказывает существенное влияние на распределение давления, увеличивая показатель в наиболее интенсивной точке до 1035 Па, что примерно в 10 раз выше, чем в центре нейтронной звезды.

Давление в протоне

Схема распределения давления в протоне.

Внутри протона существует пузырящийся квантовый вакуум пар кварков и антикварков, а также глюонов, появляющихся и исчезающих. Хотя проведенные расчеты включают эти колебания, но для их подтверждения потребуются гораздо более мощные детекторы, такие как Электрон-ионный коллайдер.

Недавно группа физиков обнаружила существование экзотической формы электронов, которые двигаются по спирали вокруг собственной античастицы.

текст: Илья Бауэр, фото: MIT, mappingignorance