Тиск — це одна з фундаментальних властивостей протона, проте розподіл їх внутрішнього тиску був досі незвіданою межею для науковців.

Протони складаються з найменших електричнозаряджених частинок — кварків — та глюонів, які передають ядерну силу, що утримує протони вкупі. З центру цього шару частинок назовні діє інтенсивний тиск. Проте ця надзвичайно руйнівна сила стримується внутрішнім тиском із зовнішніх областей частки. Подібний зразок тиску дуже схожий на те, що відбувається у великих об’єктах нашого Всесвіту. Наприклад, зірки в своєму центрі також мають тиск, що прямує назовні та протидіє їх внутрішній силі тяжіння. Як зазначив фізик Олег Теряєв з Об’єднаного інституту ядерних досліджень в Дубні (Росія):

“В деякому сенсі це подібне до зірки”.

Таким чином протони утримуються вкупі подібно до того, як і зірки.

Нове вимірювання базувалося на даних від 2015 року, які вперше були проаналізовані з використанням техніки, здатної виявляти тиск протонів. Для кількісної оцінки стиснення протона дослідники використали дані з пристрою, відомого під назвою CLAS детектор(розташований в лабораторії Джефферсона). У ході експерименту вчені бомбардували електронами рідкий водень, який є найкращим джерелом протонів. Після цього науковці спостерігали, як електрони взаємодіяли зі складовими протонів та рикошетили геть.

Головним об’єктом вивчення стали кварки, а не глюони, оскільки енергії електронів в 6 млрд електронвольт недостатньо для того, щоб вони повністю зондували протони. Тому для оцінки тиску протонів фізики припустили, що “вклад” глюонів був приблизно таким самим, як і кварків. Це  припущення узгоджується з деякими теоретичними передбаченнями. Більш точно оцінити вклад глюонів у тиск протонів дозволять майбутні прискорювачі часток, як, наприклад, запланований електрон-іонний колайдер.

Дізнатись більше :

Science News, Nature