在曾经被认为是不可能完成的任务中，物理学家首次给出了质子内部压力的数字，而且它比我们想象的更令人印象深刻。
通过用高能电子发射质子，研究人员测量了质子三夸克的推力和拉力，为了解宇宙最稳定的组成部分之一提供了宝贵的见解。
托马斯·杰斐逊国家加速器设施的物理学家 Latifa Elouadrhiri 将我们之前对质子结构的理解与人类心脏的结构进行了比较。听它的节拍只能告诉你这么多关于它是如何工作的。
“我们拥有医学 3D 成像技术，现在可以让医生以非侵入性方式更多地了解心脏的结构，”埃卢阿德里告诉自然记者莉齐·吉布尼。
“这就是我们想要通过新一代实验进行的事情。”
一段时间以来，我们已经了解到质子是由三个夸克组成的——两个夸克属于“上”夸克，一个被描述为“下”夸克——通过一种叫做强核力的东西结合在一起。
除此之外，质子的内部结构长期以来一直是个谜。它的夸克显然紧紧地结合在一起，但也必须有某种排斥力来防止它们塌缩成一个点。
为了衡量这些部分结合在一起的紧密程度，研究人员结合了两种不同的理论框架，其中一种被认为实际上不可能直接实施。
质子内部的能量和动量被编码为所谓的引力形状因子。
重力是一种极其微弱的力，在粒子物理学中几乎没有被考虑到，尤其是当有更强大的力在起作用时。
但在质子深处，引力场会受到粒子能量和动量的影响。
不幸的是，这是“理论上的好主意”之一。1966年的一篇论文由美国物理学家海因茨·佩格斯描述了这个过程，同时由于重力的极弱而排除了其实际应用。
佩格斯没有预料到的是一个将电磁力行为与引力形式因素联系起来的理论框架的发展。
换句话说，后来发现电子可以替代引力探测器。
“这就是它的美妙之处。你拥有这张你认为永远不会得到的地图。”埃卢阿德里说。
“但我们在这里，用这个电磁探测器填充它。”
关键是要使用康普顿散射，它描述了光的光子和带电粒子（例如电子）之间的相互作用。
在这种情况下，他们提高了电子的加速度，使其波长变窄，足以穿透质子。
然后，他们观察产生的光子的散射，将其细节与质子和加速电子的信息相结合，以确定夸克对撞击的反应。
这种散射提供了能量和动量图来描述质子中心的极端向外压力，防止其塌缩。
满足这种推动力是使夸克保持在一起的相同压力。
事实证明，这个夸克拥抱等于 100 十亿帕斯卡。这是一个 1 后跟 35 个零。
想象一个中子星，其中物质被挤压得足够紧，可以将一座山挤成一个小到可以放入茶匙的土堆。研究小组表示，这种夸克压力要大十倍，使得质子的核心成为一个极其激烈的空间。
该团队的下一步是继续使用这个过程来进一步了解质子的内部力学，计算其力并最终构建其夸克如何运动的图像。
更多地了解质子的内部结构可以让我们更多地了解质子是否会衰变。
现在他们看起来足够稳定，可以比宇宙更长久（然后是一些），但确定它们如何以及何时分解将为了解宇宙的一些基本特征提供有价值的线索。
这项研究发表于自然。
