BRATISLAVA. Sú to najstabilnejšie častice, ktoré poznáme. Protóny sa nachádzajú v jadre všetkých atómov.
Vedcom sa prvýkrát podarilo vypočítať, aký tlak je vnútri týchto malých častíc.
Prekonávajú aj tlak v hustých srdciach neutrónových hviezd.
Merania uverejnili vo vedeckom časopise Nature.
Tridsaťpäť núl
Všetky protóny sa skladajú z troch kvarkov, čo sú najmenšie známe častice, z ktorých sa skladá hmota. Spolu sú kvarky v protóne viazané silným vzájomný pôsobením.
Opravili fyziku, protón je ešte ľahší Čítajte To je doposiaľ jediné, čo vedci vedeli o vnútornej štruktúre protónov.
Tušili však, že musí existovať ešte nejaká sila, ktorá kvarkom zabraňuje, aby sa zrazili do jedného bodu.
Tieto dve sily vnútri protónu vytvárajú dokopy obrovský tlak, ktorý sa vedcom podarilo prvýkrát odmerať.
Kvarky sú podľa nich vystavené tlaku 100 kvintiliárd Pascalov. Číslo si môžete predstaviť ako jednotku, za ktorou nasleduje tridsaťpäť núl.
Čo je protón?
- Je to subatomárna (teda menšia ako atóm) častica v jadre atómu.
- Má kladný elektrický náboj.
- Je len o niečo ľahší ako neutrón, ktorý má neutrálny náboj.
- Každý prvok má jedinečný počet protónov.
- Počet protónov v jadre sa označuje ako atómové číslo a je definujúcou vlastnosťou prvkov.
Tlak v protóne je teda desaťkrát väčší, ako tlak vo vnútri neutrónovej hviezdy, ktorá vzniká po výbuchu supernovy.
Tlak vnútri takejto hviezdy je natoľko silný, že dokáže stlačiť horu na veľkosť čajovej lyžičky.
Ako spočítali tlak v malej častici
Zmerať tlak vnútri protónu sa podarilo aj vďaka teoretickému rámcu, ktorý sa odborne nazýva faktory gravitačnej formy.
V týchto faktoroch sú zakódované informácie o energii a rýchlosti pohybu vo vnútorných častiach protónu.
Vnútri častíc existuje gravitačné pole. Merať sa však podľa vedcov nedalo, gravitácia je totiž veľmi slabá sila. V časticovej fyzike, kde sú omnoho väčšie sily, sa s ňou preto veľmi nepracuje.
Vedci však už dávnejšie zistili, že gravitačné faktory sú prepojené so správaním elektromagnetickej sily. Inými slovami, gravitačná sonda sa dá nahradiť sondou elektrónovou.
Teoretická astrofyzika dosiahla triumf, našli kilonovu Čítajte "To je na tom to krásne. Máme túto mapu, o ktorej sme si mysleli, že ju nikdy nebudeme mať," povedala v tlačovej správe urýchľovača Thomasa Jeffersona autorka štúdie Latifa Elouadrhiriová.
"Teraz ju vypĺňame s elektromagnetickou sondou."
Elektromagnetická sonda je vlastne urýchlený lúč elektrónov, ktorý nasmerovali do jadra atómu, kde elektróny vplývali na kvarky vnútri protónov. Z rozptylu častíc potom vedeli určiť tlak v strede protónu.
Ďalším krokom pri výskume protónov bude získať ešte detailnejšie údaje o vnútorných silách a nakoniec získať predstavu o tom, ako sa kvarky vnútri protónu pohybujú.
Potom budú môcť vedci povedať, či (a kedy) sa protóny niekedy rozložia. Získali by sme tak nové informácie o základných črtách kozmu.
DOI: 10.1038/s41586-018-0060-z
