ดร. รอสส์ยังและเพื่อนร่วมงานของมหาวิทยาลัยแอดิเลดจากการทำงานร่วมกันของ QCDSF กำลังสำรวจโครงสร้างของสสาร subatomic เพื่อลองและให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับกองกำลังที่หนุนโลกธรรมชาติ ผลลัพธ์ของพวกเขาอาจเป็นแผนที่สนามพลังที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยมีมา
การกระจายของแรง-lorentz สีที่ทำหน้าที่บนควาร์กที่ไม่มีขั้วในระนาบขวาง (ระบุโดยสนามเวกเตอร์) ซ้อนทับบนการกระจายความหนาแน่นของควาร์กในพื้นที่พารามิเตอร์แรงกระแทกสำหรับโปรตอนที่ไม่มีขั้ว เครดิตภาพ: Crawfordet al., doi: 10.1103/Physrevlett.134.071901
“ เราใช้เทคนิคการคำนวณที่ทรงพลังที่เรียกว่า Lattice Quantum Chromodynamics เพื่อทำแผนที่กองกำลังที่ทำหน้าที่ภายในโปรตอน” ดร. ยังกล่าว
“ วิธีการนี้แบ่งพื้นที่และเวลาลงในกริดที่ดีทำให้เราสามารถจำลองได้ว่ากำลังที่แข็งแกร่ง - ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่ผูกควาร์กเข้ากับโปรตอนและนิวตรอน - แตกต่างกันไปตามภูมิภาคต่าง ๆ ภายในโปรตอน”
“ การค้นพบของเราเผยให้เห็นว่าแม้ในระดับจิ๋วเหล่านี้กองกำลังที่เกี่ยวข้องนั้นมีขนาดใหญ่มากถึงครึ่งล้านนิวตันซึ่งเทียบเท่ากับช้างประมาณ 10 ตัวถูกบีบอัดภายในอวกาศที่เล็กกว่านิวเคลียสอะตอม” มหาวิทยาลัยแอดิเลดพีเอชกล่าว ค. นักเรียน Joshua Crawford
แผนที่แรงเหล่านี้เป็นวิธีใหม่ในการทำความเข้าใจพลวัตภายในที่ซับซ้อนของโปรตอนช่วยอธิบายว่าทำไมมันถึงทำงานได้เช่นเดียวกับในการชนที่มีพลังงานสูงเช่นที่ Cern Hadron Collider ขนาดใหญ่ของ Cern และในการทดลองตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานของสสาร .
“ เอดิสันไม่ได้คิดค้นหลอดไฟโดยการค้นคว้าเทียนที่สว่างกว่า - เขาสร้างนักวิทยาศาสตร์หลายชั่วอายุคนที่ศึกษาว่าแสงมีปฏิสัมพันธ์กับเรื่องอย่างไร” ดร. ยังกล่าว
“ ในทำนองเดียวกันการวิจัยสมัยใหม่เช่นงานล่าสุดของเราคือการเปิดเผยว่าการสร้างบล็อกพื้นฐานของสสารนั้นมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเกิดแสงสว่างทำให้เราเข้าใจถึงธรรมชาติในระดับพื้นฐานที่สุดได้อย่างไร”
“ ในขณะที่นักวิจัยยังคงคลี่คลายโครงสร้างภายในของโปรตอนต่อไปความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นอาจช่วยปรับแต่งวิธีที่เราใช้โปรตอนในเทคโนโลยีที่ทันสมัย
“ ตัวอย่างหนึ่งที่โดดเด่นคือการรักษาด้วยโปรตอนซึ่งใช้โปรตอนพลังงานสูงเพื่อกำหนดเป้าหมายเนื้องอกอย่างแม่นยำในขณะที่ลดความเสียหายให้กับเนื้อเยื่อโดยรอบ”
“ เช่นเดียวกับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในการทำความเข้าใจแสงปูทางไปสู่เลเซอร์และการถ่ายภาพสมัยใหม่การพัฒนาความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างโปรตอนของเราสามารถกำหนดรูปแบบการใช้งานรุ่นต่อไปในวิทยาศาสตร์และการแพทย์”
“ ด้วยการทำให้กองกำลังที่มองไม่เห็นภายในโปรตอนที่มองเห็นได้เป็นครั้งแรกการศึกษานี้เชื่อมช่องว่างระหว่างทฤษฎีและการทดลอง - เช่นเดียวกับคนรุ่นก่อน ๆ ที่เปิดเผยความลับของแสงเพื่อเปลี่ยนโลกสมัยใหม่”
อันกระดาษการอธิบายผลลัพธ์ของทีมถูกตีพิมพ์ในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
-
Ja Crawfordet al- 2025. การแจกแจงแรงตามขวางในโปรตอนจาก Lattice QCDฟิสิกส์ รายได้ Lett134, 071901; ดอย: 10.1103/physrevlett.134.071901
