نیروی ۱۰ فیل در یک پروتون قرار دارد
به گزارش راستابلاگ، دانشمندان برای کشف نیروهای درون یک پروتون از یک روش محاسباتی جدید استفاده کردند و دریافتند که نیرویی به قدرت ۱۰ فیل درون یک پروتون فشرده شده است.
به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، پروتون ها برای همه مواد، ذراتی پایه و اساسی هستند، اما ساختار داخلی آنها یکی از پیچیده ترین معماهای دنیای فیزیک است.
آنها از کوارک ها ساخته شده اند. نیروی قدرتمندی که مسؤول نگه داشتن این کوارک هاست، بسیار قدرتمند است و در چنان مقیاس های کوچکی عمل می کند که روش های تجربی سنتی برای اندازه گیری مستقیم آن ناکام هستند.
با این وجود، از آنجاییکه پروتون ها اهمیت بالای ی در هسته های اتم ایفا می کنند، درک نیروهای قوی درون آنها مهم می باشد. این اطلاعات می تواند مدلهای مختلف فیزیک نظری را بهبود ببخشد و دقت آزمایش های پر انرژی را افزایش دهد.
با عنایت به این حقیقت ها، تعدادی از پژوهشگران بین المللی مطالعه ای را انجام دادند که هدف آن نقشه برداری از نیروهای داخل یک پروتون بود و در کمال تعجب، مطالعه آنها یک موفقیت بزرگ را رقم زد.
ریچارد یانگ(Richard Young)، استادیار در دانشگاه دلاید و یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: این مطالعه با قابل مشاهده کردن نیروهای نامرئی داخل پروتون، برای نخستین بار شکاف بین نظریه و آزمایش را پر کرد.
تبدیل فضا و زمان به شبکه
محققان برای کشف نیروهای درون یک پروتون، از یک تکنیک محاسباتی به نام «کرومودینامیک کوانتومی شبکه»(Lattice QCD) استفاده کردند. در این شیوه از ابر رایانه های قدرتمند برای مطالعه ذرات بنیادی مانند کوارک ها و گلوئون ها استفاده می شود.
محققان به جای کوشش برای مشاهده مستقیم این ذرات که بسیار چالش برانگیز است، با شکستن فضا و زمان در نقاط گسسته کوچک، یک شبکه مجازی ایجاد کردند.
این شبکه به آنها اجازه می دهد تا معادلات پیچیده ای را که شبیه سازی کوارک ها از راه نیروی قوی داخل یک پروتون هستند، به کار گیرند. این شبیه سازی ها در نهایت منجر به نقشه ای شد که نیروهای عامل درون پروتون را نشان داده است.
جاشوا کرافورد(Joshua Crawford)، محقق اصلی و دانشجوی دکترا در دانشگاه آدلاید اظهار داشت: یافته های ما نشان داده است که حتی در این مقیاس های کوچک، نیروهای درگیر بسیار زیاد هستند و به قدرت نیم میلیون نیوتن، معادل قدرت حدود ۱۰ فیل می رسند که در فضایی بسیار کوچکتر از هسته اتم فشرده شده اند.
احتمال رقم خوردن تغییراتی بزرگ
درک پویایی داخلی پروتون ها برای بهبود دانش ما در مورد فیزیک هسته ای و ذرات، ضروری می باشد. مطالعه حاضر یکی از مراحل اولیه در جهت شناخت نیروهایی است که یک پروتون را دست نخورده نگه می دارد.
در آینده، اکتشافات ساخته شده بر روی یافته های این مطالعه می تواند به راکتورهای هسته ای کارآمدتر، مواد پیشرفته و استراتژی های درمانی مؤثر در مقابل سرطان کمک نماید.
بعنوان مثال، پروتون درمانی نوعی از درمان سرطان است که به پروتون های پر انرژی برای حمله و از بین بردن تومورها متکی است. ازاین رو این شیوه درمانی می تواند از درک عمیق تر از رفتار پروتون بهره مند شود. تحقیقات بیشتر در مورد نیروهای درون یک پروتون همینطور می تواند میزان دقت در چنین درمان هایی را بهبود بخشد.
یانگ می گوید: همانطور که پیشرفت های اولیه در درک نور، راه را برای توسعه لیزرهای پیشرفته و تصویربرداری هموار می کند، پیشبرد دانش ما در مورد ساختار پروتون هم می تواند نسل بعدی برنامه های کاربردی در علم و پزشکی را شکل دهد.
این مطالعه در مجله Physical Review Letters انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید