【物理学】陽子内部の圧力を測定、中心部は中性子星よりも高圧 - ジェファーソンラボ[05/25]

1しじみ ★2018/05/25(金) 20:49:39.28ID:CAP_USER
米トーマス・ジェファーソン国立加速器施設(ジェファーソンラボ)の研究チームは、
陽子内部の圧力分布を測定することに成功したと発表した。複合粒子である陽子はクォーク3個で構成されているが、
陽子の中心部ではクォークに1035Pa(パスカル)という超高圧力がかかっているという。
研究論文は科学誌「Nature」に掲載された。

研究チームによると、陽子の中心部では外側に向かって1035Paの超高圧力が働いており、
超高密度天体である中性子星の中心部よりも高い圧力になっている。
その一方で、陽子の周縁部にはもっと弱い圧力が内側に向かって働いているという。
陽子内部におけるこのような圧力分布は、3個のクォークを結合している強い力によって決まると考えられている。

今回の圧力測定には、
「一般化パートン分布(GPD:generalized parton distributions)」および
「陽子の重力子形状因子」という素粒子物理の理論枠組みと既存の観測データが利用されている。

GPDは、1969年にリチャード・ファインマンが陽子などのハドロン粒子の衝突を解析するために考案した
パートン模型におけるパートン(今日クォークやグルーオンと呼ばれている素粒子と同じもの)の分布関数をより精緻にしたものである。

陽子の重力子形状因子は、仮に重力をプローブとして用いた場合の陽子の力学的構造を表現するために使われる。
重力子形状因子の概念は1966年に物理学者Heinz Pagelsが発表したものであるが、
近年の理論的研究から重力形状因子をGPDと関連付けることによって、
重力プローブの替わりに電磁気力を利用できるようになった。
このため、GPDを利用することで、電磁気力プローブによって陽子の内部構造の三次元イメージを得ることができるという。

今回の研究で用いた電磁気力プローブは、
ジェファーソンラボに設置された連続電子ビーム加速器施設
(CEBAF:Continuous Electron Beam Accelerator Facility)で作られている。

電子ビームは原子核に向けて撃ち込まれ、
深部仮想コンプトン散乱(DVCS:deeply virtual Compton scattering)と呼ばれる過程によって、
陽子内部においてクォークと電磁的に相互作用する。DVCS過程では、電子1個が陽子内部に入り、
クォーク1個とのあいだで仮想の光子1個を交換する。
この交換によってエネルギーがクォークと陽子に渡されるが、
その直後に陽子がエネルギーを別の光子として放出するため、陽子の状態は最初と変わらないまま持続する。

この過程は、かつてPagelsが仮説上の粒子である重力子ビームを用いた重力プローブを想定して行った計算と類似したものであるという。
研究チームは、陽子を出入りするスピン1の光子2個を使うことで、スピン2の重力子1個を用いた場合と同じ結果が得られると説明している。

よく知られている電磁気力の理論と仮説的な重力理論の類似性を利用することで、
陽子内部の圧力分布を測定できるようにしたところに今回の研究の特徴があるといえる。

研究チームは次の課題として、今回の方法をより精密なデータに適用することによって、
分析の不確実性を減らすことを挙げている。また、陽子の内部せん断力や力学的半径など、
圧力分布以外の力学的性質についても解明していきたいとしている。

画像:電磁気力と重力に関する素粒子物理の理論を組み合わせることによって、
電磁気力をプローブにして陽子内部の力学的性質を調べられるようにした
https://news.mynavi.jp/article/20180525-636182/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180525-636182/

42ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 03:48:50.41ID:X0zp+rFo
 


ふと思ったが、たぶんクオークは振動してるんだよね?
最低でも0点振動。
圧力って、その振動や運動エネルギーから割り出した値?
気体風に。

どうしても圧力という表現がピンと来ん。


 

43ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 04:12:48.43ID:ZWhQZ6Qx
>>3
昼も寝ろ

44ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 06:20:16.72ID:a2QrsfYP
原子と同じように陽子もクォークが一か所に固まってるイメージなのか

45ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 07:02:39.00ID:tFlKi8eV
で、その10^35Paというのは超弦理論から出てくるのか?

46ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 07:19:08.31ID:Kaje52Jk
こんなガチムチなのに、いつかは崩壊するのかね?>陽子

47ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 07:45:14.71ID:27Keuky2
測定原理が知りたい

48ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 08:02:02.45ID:jCqy695M
神様だって新しい設定作るの大変なんだから。もうちょっと自重しろ。

49ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 08:38:22.07ID:XVjLjAgO
強い力って、こんなに強いとは想像してなかった

重力の力があまりに弱いことを知ったときと同じ気持ちだわ

50ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 08:56:55.87ID:rfYOwLsL
>>7
ヘクトってのはミリってことだから100倍だろ

でもソースでは10の35乗Paみたいだからそれどころじゃない

51ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 09:26:12.83ID:FWq/UkIS
>>35
超高圧で破裂しそうな陽子を強い力で抑えこんでるってことか
強い力って本当に強いんだな

52ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 10:42:30.27ID:lyRE/gyK
なるほど。
1035Paじゃなくて、10^35Paってことか。

53ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 12:34:03.44ID:X0zp+rFo
 


>>50

100倍は正しいがミリはおかしい。

ha = ヘクタール = ヘクト・アール = 100アール


 

54ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 13:37:35.13ID:2hKF+Kd6
>>35
強い相互作用の引力はクォーク同士が離れるほど強くなるんだからそれであってるんじゃないの?

55ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 14:05:31.36ID:cX0hHbpd
エネルギーの体積依存性が分かれば圧力も分かる

56ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 14:25:25.77ID:X0zp+rFo
 


気体だとそうだけど陽子もなの?

PΔV=ΔU


 

57ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 15:47:46.42ID:/3Z78EKW
体積に共役な熱力学量を圧力と呼ぶ

58ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 16:09:34.47ID:u7Rqc30l
俺の体の中に陽子たくさん在るぜ
痛くもかゆくも無い
10の35乗Paか大したこと無いな

59ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 17:02:26.38ID:FUEBeU+E
1035Paワラタ

60ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 17:43:14.00ID:FUx9j+uQ
1035パスカルって変だな……と思って記事を見たら、
10³⁵パスカルだったw

61ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 18:04:12.00ID:DM8iMrDJ
>>12
太陽系のスカスカ具合がよくわかりました。
ありがとう。

62ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 21:03:42.61ID:xpl47BgG
仮説的な重力理論を利用してる時点であくまでも仮説の域を出ないことになる。
強い力ににこんな大きな力あるか??

こんなことではゲージ理論の集大成である大統一理論はいつ証明されるのやら。数ある量子実験でもいまだに観測されていないんだろ

63ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 21:27:11.57ID:6b8ZHrdZ
圧力の大きさは分かったから、力の大きさは?

64ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 21:36:49.39ID:wQypJf/E
1035Pa?ずいぶん低いな

65ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 21:37:03.30ID:Y1Y3Ay90
宇宙の生まれたてのときからクオークは強い力でずっとくっついてるの?

66ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/26(土) 22:32:17.66ID:X0zp+rFo
 


>>57

陽子内のクォークに熱力学の法則が使えるのか?


 

67ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 00:08:29.14ID:5opGK2E4
>>5
前と後ろどっちだろ(´・ω・`)

68ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 00:12:35.63ID:5opGK2E4
>>22
すでに穴あいてるよ(´・ω・`)キミの席

69ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 00:23:47.91ID:nMVm6sOl
10^35

70ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 01:32:34.06ID:WHh0vZ98
強い力ってやっぱり強い力しか言い様ないのかな?

71ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 01:53:56.17ID:LMMTCGm+
>>70
まあ強いしな

72ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 01:58:40.93ID:aLKGlW3Y
>>25
空気嫁と察してやれよ

73ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 04:16:31.96ID:d9xOIA+b
陽子内部の圧力の定義ってISOで決まってるのか?

74ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 07:42:04.77ID:XVuNJoPe
>>70
今は強い相互作用で教えてるんじゃなかったっけ。
4つの基本相互作用はゲージ関連の動きで関連性がある程度分かってるから

75ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 09:47:38.95ID:381LKvbN
>>5
ダメだ。
陽子としか読めなくなったw

76ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 13:01:17.15ID:d9xOIA+b
強い力 アルファ壊変
弱い力 ベータ壊変

77ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 13:28:58.55ID:BbEBYFzX
>>62
大統一とか懐かしいな。もう時代遅れだからアキラメロン

重力因子を電磁気力に置き換える今回の理論構成は、3つの力しか関わらない大統一なんかよりもじつはより高度で先進的な試みだと思わんかね?

78ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:03:30.96ID:0uQQiSXy
パスカルとか言われてもよくわからん
家の嫁の張り手とどっちが強いの?

79ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:29:04.50ID:Ma/wIDjX
どうして広がらないんだよ?

80ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:34:03.35ID:sx2IXE0l
電子にスピンがあって同じ状態には二つ(アップとダウン)を越えて電子が
入れないように、クオークにも赤、青、緑とあって(近似的に)同じ状態には
三つを越えて入ることは禁止されているのだろうな。

81ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:39:27.93ID:gi2DRd1r
1つの陽子を結合している3つのクオークの1つ当たりの
結合力を生む圧力は、10^35 [Pa]と分かったよ、
そんでその結合「力」自体の大きさ[N]は、どんだけ?

Paなんて面積当たりだからな。Wikiより:
パスカル (英: pascal、記号: Pa) は、圧力・応力の単位で、国際単位系 (SI) における、固有の名称を持つSI組立単位である。
「 ニュートン毎平方メートル 」とも呼ばれる。
1パスカルは、1 平方メートル (m ) の面積につき1ニュートン (N) の力が作用する圧力または応力と定義されている。

82ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:46:46.24ID:F6FTF6sf
リカチョン、医者だが何の事だからあまり良く分からず 直接関与もナシ

台所で下手な料理の片手間に中性洗剤をこぼして泣きっ面

83ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 15:58:03.52ID:kvVUBKh2
陽子さんの画像うp

84ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 17:35:31.83ID:ZAx414OC
>>10

楽俊カッコいい

85ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 17:43:55.93ID:ZAx414OC

86ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 19:03:24.51ID:MHjQYEkk
>>81
逆算で求められない人が知って何か意味あるの

87ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/27(日) 20:28:57.62ID:hRMh+oHb
>>72
空気嫁の内部圧力はそんなに高くないよ〜(>_<)

88ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/28(月) 17:25:45.03ID:/SrSLd0u
強い核力ってやつ?

89ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/29(火) 23:04:57.79ID:dNEyZlMf
>>85
分かってらっしゃる

90ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/11(月) 17:40:42.87ID:VfuCZfUi
>>88
それは原子核中の核子を結び付ける力じゃないのか?
質量欠損で放出されるエネルギー

91ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/20(水) 20:35:35.73ID:L6yXEnyO
>>85
だれだこれは?

92ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/21(木) 03:45:38.14ID:ROk8vAR5
なぜ智子という粒子はないのですか?

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