科技日報記者 劉霞
包括澳大利亞阿德萊德大學(xué)科學(xué)家在內(nèi)的國際團隊，成功繪制出了質(zhì)子內(nèi)部作用力詳細(xì)圖譜。最新研究不僅有助科學(xué)家加深對物質(zhì)基本性質(zhì)的了解，也有助質(zhì)子在更多尖端技術(shù)領(lǐng)域大放異彩。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《物理評論快報》雜志。
研究團隊采用一種強大的計算技術(shù)——晶格量子色動力學(xué)，來繪制質(zhì)子內(nèi)部作用力圖譜。這一技術(shù)將空間和時間分解成一個個精細(xì)的網(wǎng)格，從而能夠模擬將夸克結(jié)合成質(zhì)子和中子的強力在質(zhì)子內(nèi)部不同區(qū)域的變化情況。
這一圖譜可能是迄今為止最精細(xì)的自然力場圖。圖譜顯示，即使在質(zhì)子內(nèi)部這么微小的空間，強力的強度也高達50萬牛頓。這相當(dāng)于將10頭大象壓縮在一個遠(yuǎn)小于原子核的空間內(nèi)。
研究團隊表示，這些作用力圖譜有助科學(xué)家更深入理解質(zhì)子內(nèi)部復(fù)雜的動力學(xué)，并加深對自然界最基本力和粒子的認(rèn)知。最新進展還能幫助科學(xué)家揭示質(zhì)子在各種高能碰撞中的“表現(xiàn)”。這些高能碰撞包括在大型強子對撞機上以及在探索物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的實驗中進行的碰撞。
隨著科學(xué)家不斷深挖并陸續(xù)揭示質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所獲得的信息有望推動質(zhì)子在尖端技術(shù)領(lǐng)域，尤其是下一代科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，其中一個備受關(guān)注的領(lǐng)域是質(zhì)子療法。在這一療法中，高能質(zhì)子可精確靶向腫瘤，同時盡量減少對周圍組織的損傷。此外，通過首次使質(zhì)子內(nèi)部的不可見力變得可見，最新研究彌合了理論和實驗之間的差距，有助加快基礎(chǔ)研究步伐。
總編輯圈點
科研團隊用"時空網(wǎng)格化"的計算技術(shù)，首次繪制出質(zhì)子內(nèi)部作用力圖譜。微小方寸內(nèi)，將質(zhì)子內(nèi)部夸克束縛在一起的力異常巨大——相當(dāng)于把10頭大象的重量壓縮在一個比原子核還小的空間里。該研究讓質(zhì)子內(nèi)部的強力“顯形”，幫助人類更深入理解物質(zhì)基本構(gòu)成。對質(zhì)子的理解升級，也能幫我們提升質(zhì)子治療技術(shù)的精準(zhǔn)度，助力大型強子對撞機等裝置的實驗設(shè)計。一系列新的技術(shù)和思路，幫助人類在無窮大和無窮小中找尋基礎(chǔ)問題的答案。
