فیزیکدانان توزیع فشار درون پروتون را اندازه گرفتند.
مجله علمی ایلیاد - پروتون که یکی از اجزای هسته اتمی بهشمار میرود، از ذرات بنیادی بهنام «کوارک»ها و «گلوان»ها تشکیل شده است. گروهی از فیزیکدانان در دپارتمان انرژی مرکز شتابدهندهی ملی توماس جفرسون موفق به یافتن فشار بیرونی بسیار زیادی از مرکز پروتون و همچنین فشار اندکی در نزدیکی پیرامون پروتون که به بیرون تمایل دارد، شده است.
دکتر «ولکر برکرت» نویسندهی ارشد مقاله، اظهار داشت: «توزیع فشار درون پروتون تحت تاثیر نیروی قوی قرار دارد؛ نیرویی که سه کوارک را کنار هم نگه میدارد تا یک پروتون پدید آید. نتایج ما نشانههایی از نحوهی توزیع نیروی قوی در درون پروتون بهدست میدهد. ما در حال تهیهی راهی برای ترسیم بزرگی و توزیع نیروهای قویِ دخیل در پروتون هستیم. این کار میتواند جهات تازهای را در فیزیک ذرات و هستهای بگشاید و در آینده بررسیهای بیشتری در این زمینه انجام پذیرد.»
این اندازهگیری که زمانی غیرممکن به نظر میرسید، نتیجهی جفتبندی هوشمندانهی دو چارچوب نظری با دادههای موجود است. در ابتدا، توزیع پروتون کلی را داریم؛ آنها به فیزیکدانان اجازه میدهند تا تصویری سهبُعدی از ساختار پروتون ایجاد کنند. این عوامل میتوانند در توصیف ساختار پروتون موثر باشند، بهویژه اگر محققان بتوانند پروتون را از طریق نیروی گرانشی مورد کاوش قرار دهند.
دکتر «هاینز پیگلز» فیزیکدان آمریکایی که مفهوم عوامل فرم گرانشی را در سال ۱۹۶۶ مطرح کرد، در مقالهی مشهور خود نوشت که امید بسیار اندکی برای کسب اطلاعات دربارهی ساختار مکانیکی یک ذره وجود دارد و دلیل آنرا به ضعف بالای برهمکنش گرانشی نسبت داد. کارهای نظری اخیر، توزیع پروتون را با عوامل فرم گرانشی مرتبط دانسته است. دکتر «لطیفه الودیری» محقق و نویسنده گفت: «این زیباییِ کار است. شما نقشهای دارید که هرگز در هیچ جا به آن دست نخواهید یافت. اما خب ما اکنون در حال پُر کردن آن با پروب الکترومغناطیسی هستیم.»
پروب الکترومغناطیسی از پرتوهای الکترونی تولید شده توسط مرکز شتابدهندهی پرتوی الکترونی پیوسته تشکیل یافته است. این الکترونها به درون هسته اتمها هدایت میشوند؛ جایی که آنها بهطور الکترومغناطیسی از طریق فرایندی موسوم به «پراکنش مجازی» با کوارکهای درون پروتونها به برهمکنش میپردازند. در این فرآیند، الکترونی وارد پروتون شده و یک فوتون مجازی با یک کوارک تبادل میکند؛ لذا انرژی به کوارک و پروتون منتقل میشود.
اندکی بعد، پروتون این انرژی را با آزادسازی فوتون دیگری به بیرون درز داده و بهطور ساکن به کارش ادامه میدهد. این فرآیند با محاسباتی که دکتر «پیگلز» در خصوص چگونگی امکان بررسی پروتون از طریق پرتوی فرضی از گراویتونها انجام داده، مشابه است. دکتر برکرت و همکارانش توانستند شباهتی میان مطالعات گرانشی فرضی و الکترومغناطیسی دریابند.
دکتر «فرانسوا خاویر ژیو» بیان کرد: «فوتونی وارد شده و فوتون دیگری خارج میشود. پس حالا میتوان دقیقاً همان کاری را انجام داد که در فرآیندهای الکترومغناطیسی انجام شد.»
یافتههای این مقاله در مجلهی Nature منتشر شده است.
نوشته: SciNews
ترجمه: منصور نقیلو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقیلو - مجله علمی ایلیاد