Речь идет о протонах — элементарных частицах, из которых, наряду с нейтронами, состоят атомные ядра. В прошлом году физики из Национального ускорительного центра им. Томаса Джефферсона Министерства энергетики США сумели впервые измерить давление в центре протона, бомбардируя протоны (т. е., конечно, мишень, состоящую из вещества, молекулы которого состояли из атомов, а те — из протонов, нейтронов и электронов) пучками ускоренных электронов. Опыты производились на ускорителе электронов CEBAF. Мы писали о них ранее и это освобождает нас от обязанности подробно описывать тот эксперимент сейчас.
Опыт, о котором идет речь сегодня, обошелся без ускорителей. Целью ученых было получение данных о распределении давления внутри протона, а для этого было необходимо учесть влияние глюонов, из которых, наряду с кварками, состоит эта маленькая частица. Современная аппаратура не позволяет определить это влияние экспериментально, но ученые могут попытаться составить математическую модель, учитывающую все нужное, и рассчитать поведение вещества на современных суперкомпьютерах — а тут нужны очень неплохие вычислительные мощности.
Для расчетов, занявших 18 месяцев, использовались уравнения квантовой хромодинамики, описывающие сильное взаимодействие. Результатом моделирования явилось четкое представление о том, как распределяется давление внутри протона, который, в данном случае, представлялся объектом, имеющим сложную внутреннюю структуру и ненулевые размеры.
Давление в его центре составляет 1035 Па. Это было известно с прошлого года и эта оценка не подверглась существенным изменениям. Но, окружающая этот центр область сравнительно низкого давления оказалась значительно больше, чем казалось ранее.