最新發現:質子內部壓力超過中子星內部壓力!

最新發現:質子內部壓力超過中子星內部壓力!

質子內部壓力超過中子星內部壓力

美國能源部托馬斯傑斐遜國家加速器基金會最新發現,原子中的質子內部壓力超過一顆恆星內部的壓力。

科學家們發現,組成質子的夸克,在質子中心面臨著100十溝(decillion)帕的壓力。 何謂100十溝?1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。這比中子星核心的壓力大10倍左右。

傑斐遜實驗室負責人Volker Burkert說:“我們從質子中心發現了極高的向外指向的壓力,在質子周邊附近有一個低得多,且更加延伸的向內指向的壓力。質子內部的壓力分佈是由膠子決定的,這些粒子是一種強大的力量,它們使質子保持在一起。”

檢測出這種高壓需要搞清楚所謂的質子的引力形式因素。 這些形狀因子最初是在1966年作為假設提出的。

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Jefferson實驗室的電磁探針

儘管科學家們目前還無法獲得引力探針,但傑斐遜實驗室利用新的電磁探針完美替代了引力探針。

為了創建電磁探針,傑斐遜實驗室的科學家們使用了連續電子束加速器工具(CEBAF)。 CEBAF產生電子束,然後導向原子核。 一旦電子在核內,它們通過所謂的“深度虛擬康普頓散射”(DVCS)開始與質子內部的夸克發生電磁反應。

在DVCS過程中,電子進入質子並用夸克交換虛擬光子( 存在但永遠不會被發現的場中的擾動)。 這個過程將能量傳遞給夸克和質子,最終通過發射另一個光子來釋放這種能量。

理想情況下,科學家們希望在這個過程中降低海森堡不確定性的水平。 但是,更好地理解夸克可以深入瞭解它們的特性。 儘管它們有著巨大的力量,但由於所謂的“禁閉”,它們絕不可能存在於質子之外。


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