|  | 18 мая 2018 | Новости науки и техники

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.




Ключевые слова:
Протон, Кварк, Давление, Измерение, Электрон, Столкновение, Ускоритель, CEBAF

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Измерение "заряда" сил слабых ядерных взаимодействий одного протона сужае ...
  • Ученые-физики произвели самые высокоточные измерения величины магнитного мо ...
  • Ученым удалось произвести прямые высокоточные измерения магнитного момента ...
  • Первые прямые измерения "заряда" сил слабых взаимодействий протона не при ...
  • Ученые обнаружили удивительный факт - диаметр протона меньше, чем считалось ...




  • 18 мая 2018 17:50
    #1 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 561
    Вообще, несколько сомнительно применение характеристик макрообъектов к частицам микромира имеющим волновую природу. Такие параметры как давление, форма, твердость, температура для них имеют лишь математический характер. Т.е. при расчетах какая-то цифра конечно получается, однако физического смысла она практически не имеет.
        
    19 мая 2018 17:02
    #2 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 225
    Rsa,
    объясняет почему нейтронные звезды не превращают протоны и нейтроны в квантовый суп, вероятно, объясняет при каком давлении этот суп образуется и начинает колапсировать в чд, а волновую природу имеют только безмассовые электроны, протоны и нейтроны вполне материальные шарики.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.