انتشار این مقاله


بالاخره فشار داخل پروتون را اندازه گرفتیم

یک پروتون فشاری میلیون‌ها میلیون برابر فشار درازگودال ماریانا را متحمل می‌شود.

فشار داخل پروتون میلیون‌ها میلیون برابر فشار درازگودال ماریانا می‌باشد. Volker Burkert و تیمش در Thomas Jefferson National Accelerator Facility، اولین کسانی هستند که توانستند این فشار مفرط را اندازه‌گیری کنند. و البته برای موفقیت در این کار لازم بود تا اندکی از ابزار حیله‌گری استفاده کنند.


مقاله مرتبط: پروتون سبک‌تر از آن است که فکر می‌کردیم!


پروتون‌ها از سه جزء اساسی به نام «کوارک» تشکیل شده‌اند که از طریق نیرویی ناشی از ذراتی به نام «گلوئون» کنار هم نگه داشته می‌شوند. برای سنجش این ساختار، Burkert و تیمش یک پرتو الکترونی را به یک پروتون شلیک کردند. الکترون حامل بسته‌ای از انرژی بود که رفتاری همانند یک فوتون دارد: ذراتی از نور که حین رد شدن از یک کوارک خرد می‌شوند. پس از این برخورد کل پروتون به حالت اولیه خود باز می‌گردد و کوارک فوتونی با انرژی بالا را ساتع می‌کند. جنبش لحظه‌ای و زوایای الکترون، پروتون و فوتون پس از برخورد، به دانشمندان اجازه داد تا طرح سه بعدی از کوارک‌های درون پروتون را طراحی کنند. اما این طرح به طور مستقیم درمورد فشار داخل پروتون چیزی را آشکار نمی‌کند. جهت این کار دانشمندان از تئوری به نام «گراویتون» (graviton؛ حامل جاذبه) استفاده کردند اما این تئوری نیز کارساز نبود بنابراین Burkert و تیمش حیله‌ی دیگری را به کار بردند.

کنار هم قرار دادن اطلاعات دو فوتون (فوتون جذب شده‌ی اولیه و فوتون ساتع شده)، آنچه را که گرا‌ویتون درمورد نیروهای داخل پروتونی آشکار خواهد کرد را شبیه سازی می‌کند. بدین ترتیب تیم قادر خواهد بود نیروهای مرکز پروتون را اندازه‌گیری کند.

در مرکز پروتون، تیم فشار شدید ۱۰۳۵ پاسکال را اندازه‌گیری کرد، فشاری ۱۰ برابر فشار داخل یک ستاره‌ی نوترونی که چگال‌ترین جرم شناخته شدت در جهان است. این فشار احتمالاً توسط گلئون‌ها ایجاد می‌شود. با خروج از لایه‌های بیرونی پروتون فشار به طور پیوسته کاهش می‌یابد اما برای خنثی کردن تنش کوارک‌ها در جهت گریز، کافی است و آن‌ها را کنار هم نگه می‌دارد. باید از این فشار ممنون بود زیرا که در نبود آن پروتون‌ها منفجر می‌شدند!

مهشید دهقان


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید