Magic School Bus에 탑승하여 개미 또는 아메바 또는 단일 세포보다 작은 수축을 시작한 다음 단일 원자가 전 세계와 같이 커질 때까지 계속 수축하고 구성 입자가 당신 위로 솟아 올랐다면 거대하고 상충되는 압력으로 버블 링하는 세계에 들어서십시오.
양성자의 중심에서 중성자 별 내부에서 발견되는 것보다 더 큰 압력은 입자의 가장자리를 향해 당신을 빠져 나갈 것입니다. 그러나 양성자의 외부 한계에서, 동등하고 반대의 힘이 양성자의 중심을 향하게합니다. 길을 따라, 당신은 평생 동안 경험할 수있는 모든 것을 훨씬 능가하는 옆으로 움직이는 전단력에 의해 부풀어 오른다.
Physical Review Letters 저널에 2 월 22 일자로 발간 된 새로운 논문은 쿼크뿐만 아니라 양자에게 질량을 제공하는 입자가 아니라 글루 톤, 그 쿼크들을 서로 묶는 질량없는 입자들.
이 버블 링, 비등 양자 상태
양성자에 대한 간단한 설명에는 여러 개의 글루온이 함께 세 개의 쿼크가 포함되어 있습니다. 그러나이 설명은 불완전하다고 연구는 공동 저자 인 Phiala Shanahan (MIT)의 물리학 자라고 말했다.
Shanahan은 Live Science에“양성자는 많은 gluons로 구성되어 있으며 실제로는 많은 쿼크로 구성되어있다. "3 개만이 아니다. 3 개의 주요 쿼크가 있고, 그 다음에 나타나는 많은 쿼크-앤티 쿼크 쌍이있다. 그리고 이것은 압력을 발생시키는이 버블 링, 비등 양자 상태의 모든 복잡한 상호 작용이다."
MIT의 물리학자인 샤나 한과 공동 저자 인 윌리엄 데트 몰트 (William Detmold)는 글루온이 양성자 내부의 쿼크보다 약 2 배 많은 압력을 발생 시키며,이 압력이 이전에 알려진 것보다 더 넓은 영역에 분포되어 있음을 발견했습니다. 그들은 양성자의 총 압력이 100 회 (또는 그 이후 35 개의 0으로 1) 파스칼에서 최고점을 얻거나 약 260 개의 섹스 틸리 온 (또는 그 후 22 개의 0으로 26)을 지구 중심의 압력에 곱한 것을 발견했습니다.
비판적으로, 그 압력은 서로 다른 두 방향을 가리 킵니다.
"양압 영역이 있으므로 음압 영역도 있어야한다"고 그녀는 말했다. "양압 영역 만 있다면 양성자가 계속 팽창 할 것이고 안정되지 않을 것입니다."
매우 큰 계산
그러나 이러한 압력만큼이나 크므로 과학자들이 대부분의 상황에서 직접 압력을 측정 할 방법이 없습니다. 양성자의 내부를 조사하기 위해 과학자들은 매우 높은 에너지에서 훨씬 더 작은 전자를 충돌시킵니다. 이 과정에서 양성자를 변화시킵니다. 알려진 실험으로는 그들이 일반적으로 경험하는 저에너지에서 양성자 내부의 모습을 밝힐 수 없습니다.
따라서 과학자들은 쿼크와 그것들을 묶는 강력한 힘을 지니는 글루온을 설명하는 Quantum Chromodynamics (QCD) 이론에 의존합니다. Detmold 박사는 고 에너지 실험에서 예측이 이루어지기 때문에 QCD가 작동한다는 것을 알고 있다고 말했다. 그러나 에너지가 적을 때는 수학과 계산을 신뢰해야합니다.
"안타깝게도 펜과 종이로 방정식을 작성하여 분석적으로 연구하기가 매우 어렵습니다."라고 Shanahan은 말했습니다.
대신 연구원들은 복잡한 방정식을 풀기 위해 수천 개의 프로세서 코어를 네트워크로 연결하는 슈퍼 컴퓨터를 사용합니다.
그녀는 두 대의 슈퍼 컴퓨터가 함께 작동하더라도 계산에 약 1 년이 걸렸다 고 말했다.
Shanahan과 Detmold는 수퍼 컴퓨터가 해결해야하는 문제를 단순화하기 위해 양자를 다른 차원 (공간 3 개, 시간 1 개)으로 나누었습니다.
단일 숫자 대신 결과 압력 맵은 모든 크기와 방향이 다른 화살표 필드처럼 보입니다.
질문에 대한 대답은 "양성자 내부의 압력은 무엇입니까?" 당신이 요구하는 양성자의 어떤 부분에 많이 의존합니다.
또한 양성자의 반경에 따라 다릅니다. 양성자가 글루온과 쿼크의 백이라면, 그 백은 그에 작용하는 다른 입자에 따라 자라거나 줄어 듭니다. 따라서 Shanahan과 Detmold의 결과는 단일 숫자로 줄어들지 않습니다.
그러나 이제 우리 안에있는이 작고 끓는 세상의 극단에 대한 우리의지도는 훨씬 더 생생합니다.
