نیروی معادل ۱۰ فیل در قلب پروتون کشف شگفتانگیز ساختار درونی ذرات, پروتونها به عنوان بلوکهای سازنده اصلی ماده شناخته میشوند، اما معماری درونی آنها همچنان یکی از چالشبرانگیزترین معماهای فیزیک مدرن است. این ذرات از کوارکهای کوچکتر تشکیل شدهاند که توسط نیروی قوی، یکی از چهار نیروی بنیادین طبیعت، در کنار هم نگهداشته میشوند.
شدت و مقیاس بسیار کوچک این نیرو، اندازهگیری مستقیم آن را با روشهای تجربی سنتی غیرممکن ساخته است. شبکهسازی فضا و زمان برای رصد نیروهای نامرئی تیمی از محققان بینالمللی با استفاده از روش محاسباتی پیشرفته کرومودینامیک کوانتومی شبکه ( QCD)، موفق به ترسیم اولین نقشه دقیق نیروهای درونی پروتون شدند.
در این تکنیک، ابررایانههای قدرتمند فضا و زمان را به یک شبکه گسسته از نقاط کوچک تبدیل میکنند تا بتوانند رفتار کوارکها و گلوئونها را در محیطی مجازی همانندسازی کنند. ریچارد یانگ، استادیار دانشگاه آدلاید و از نویسندگان این تحقیق، این دستاورد را پلسازی بین تئوری و آزمایش توصیف میکند و تأکید دارد که برای اولین بار نیروهای نامرئی داخل پروتون قابل مشاهده شدهاند.
فشار شگفتانگیز در مقیاس زیراتمی جاشوا کرافورد، محقق ارشد و دانشجوی دکترا، نتایج را حیرتانگیز خواند نیروهای درونی پروتون به شدت تقریبا نیم میلیون نیوتن، معادل وزن نزدیک به ۱۰ فیل، در فضایی بسیار کوچکتر از هسته اتم فشرده شدهاند. این کشف نشان میدهد که در قلب هر اتم، فشاری بینظیر و انرژی عظیم در حال بازی است.
افاق کاربرد در پزشکی و تکنولوژی هستهای درک عمیق پویایی داخلی پروتونها، الزامی برای پیشرفت فیزیک ذرات و هستهای است. نتایج این مطالعه که در مجله معتبر منتشر شده، میتواند پایههای آینده را برای راهکارهای نوین فراهم آورد. از جمله کاربردهای بالقوه میتوان به بهینهسازی راکتورهای هستهای، توسعه مواد پیشرفته و افزایش دقت پروتوندرمانی در مبارزه با سرطان اشاره کرد.
یانگ معتقد است که همانند پیشرفتهای اولیه در علم نوری که به اختراع لیزر و تصویربرداری پیشرفته منجر شد، شناخت ساختار پروتون نیز نسل جدیدی از نوآوریهای علمی و پزشکی را رقم خواهد زد.
