Ei au descoperit că forțele din interior pot deveni la fel de puternice ca tracțiunea a 10 elefanți
Imaginea de ansamblu: Oamenii de știință au petrecut zeci de ani încercând să dezvăluie misterele protonului – particulele minuscule din inima fiecărui atom. În ciuda dimensiunii lor minuscule, protonii sunt incredibil de complexi, cu structuri interne dinamice pe care fizicienii încă se străduiesc să le înțeleagă pe deplin. Acum, o echipă de cercetători a făcut un pas major înainte prin producerea celei mai detaliate hartă încă a forțelor care lucrează în interiorul lor.
Pentru a realiza acest lucru, o echipă de la Universitatea din Adelaide a folosit o tehnică de calcul puternică cunoscută sub numele de cromodinamică cuantică. Observarea directă a quark -urilor și gluons -urilor protonilor este extrem de dificilă, astfel încât cercetătorii au dezvoltat o abordare inedită care, în esență, „descompune spațiul și timpul într -o grilă fină”, așa cum a descris -o un membru al echipei.
Această grilă virtuală le -a permis să aplice ecuații extrem de complexe pentru a simula interacțiunile dintre quark -uri din interiorul protonului. După lucrări de calcul ample, simulările au produs o vizualizare fără precedent a forțelor în joc.
Echipa a descoperit că aceste forțe sunt extraordinar de intense, ajungând până la jumătate de milion de Newtons – chiar și la scară de mii de ori mai mici decât un singur nucleu atomic. Pentru a pune asta în perspectivă, este echivalent cu greutatea a aproximativ 10 elefanți comprimați într -un spațiu aproape infinitim mic.
Un doctorand al cărui calcule au condus cercetările au menționat că aceste hărți de forță oferă un mod complet nou de a înțelege dinamica internă complexă a protonului și comportamentul acesteia în coliziuni de particule cu energie mare.
Astfel de experimente cu energie mare au loc la instalații precum Marele Hadron Collider al lui Cern, unde peste 10.000 de oameni de știință împing protoni împreună pentru a-și studia structura fundamentală. O înțelegere mai profundă a forțelor interne ale unui proton ar putea ajuta la rafinarea teoriilor care descriu unul dintre cele mai esențiale blocuri de construcție ale naturii.
Cercetătorii sunt atât de încrezători în aceste constatări, încât un membru al echipei și -a comparat munca cu studiile de pionierat ale lui Thomas Edison cu privire la natura fundamentală a luminii înainte de a dezvolta becul. La fel cum acele descoperiri au dus la tehnologii precum lasere și imagini moderne, deblocarea misterelor protonului ar putea deschide calea pentru viitoarele progrese științifice și medicale.
Un câmp care ar putea beneficia în special este terapia cu protoni pentru tratamentul cancerului, care folosește protoni accelerați pentru a viza cu precizie tumorile. O înțelegere mai rafinată a forțelor de protoni poate ajuta oamenii de știință să optimizeze și să îmbunătățească această tehnologie de salvare a vieții.
