マジックスクールバスに乗って縮小し始めた場合-アリ、アメーバ、または単一のセルよりも小さく、その後、単一の原子が全世界と同じ大きさになるまで縮小し続け、その構成要素の粒子があなたの上にそびえます-巨大な相反する圧力で泡立つ世界に入る。
陽子の中心では、中性子星の内部にある圧力よりも高い圧力が粒子の端に向かって飛んでいきます。しかし、陽子の外側の限界では、等しく反対の力が陽子の中心に向かってあなたを押します。途中、横に動く剪断力に悩まされるでしょう。せん断力は、生涯に誰もが経験することのないものをはるかに超えています。
物理レビューレターのジャーナルで2月22日に発行された新しい論文は、クォーク（プロトンに質量を与える粒子）だけでなく、そのグルオン、それらのクォークを結合する質量のない粒子。
この泡立つ沸騰量子状態
陽子の簡単な説明には、グルオンの束によってまとめられた3つのクォークが含まれます。しかし、それらの説明は不完全であると、研究の共著者であるマサチューセッツ工科大学（MIT）の物理学者フィアラ・シャナハン氏は述べた。
「プロトンはグルオンの束で構成され、実際にはクォークの束で構成されている」とShanahanはLive Scienceに語った。 「3つだけではありません。3つの主要なクォークがあり、その後、クォークと反クォークのペアがいくつも現れたり消えたりします。そして、圧力を発生させるのは、この泡立つ、沸騰する量子状態のすべての複雑な相互作用です。」
ShanahanとMITの物理学者でもあるWilliam Detmoldは、グルオンが陽子内部のクォークの約2倍の圧力を生成し、この圧力が以前に知られているよりも広い領域に分布していることを発見しました。彼らは、プロトンの全圧が100デシロン（または1の後に35のゼロがある）パスカル、つまり地球の中心の圧力の約260六十億（または26の後に0がある）倍になることを発見しました。
批判的には、その圧力は2つの異なる方向を指しています。
「正圧の領域があるので、負圧の領域もなければならない」と彼女は言った。 「陽圧の領域しかなかった場合、陽子は膨張し続け、安定しないだろう。」
非常に大きな計算
しかし、これらの圧力が非常に大きいので、科学者がほとんどの状況でそれらを直接測定する方法はありません。陽子の内部を調べるために、科学者は陽子に非常に高いエネルギーでさらに小さな電子を衝突させます。その過程で陽子が変化します。既知の実験では、通常経験する低エネルギーでの陽子内部の様子を明らかにすることはできません。
したがって、科学者はクォークとそれらを結合する強い力を運ぶグルオンを説明する量子色力学（QCD）の理論に依存しています。デトモルト氏は、高エネルギー実験がその予測を裏付けているため、科学者はQCDが機能することを知っていると語った。しかし、低エネルギーでは、彼らは数学と計算を信頼しなければなりません。
「残念ながら、ペンと紙で方程式を書き留めて分析的に研究するのは非常に難しい」とシャナハン氏は語った。
代わりに、研究者は複雑な方程式を解くために何千ものプロセッサコアをネットワーク化するスーパーコンピュータに目を向けます。
2台のスーパーコンピュータが連携して動作していても、計算には約1年かかったと彼女は言った。
シャナハンとデトモルトは、スーパーコンピュータが解決しなければならない問題を単純化するために、陽子を異なる次元（空間では3つ、時間では1つ）に分割しました。
単一の数値ではなく、結果の圧力マップは矢印のフィールドのようになり、すべて異なるサイズで異なる方向を指します。
それで、「陽子内部の圧力はどれくらいですか？」という質問に対する答えです。求めている陽子の部分に大きく依存します。
また、陽子の半径にも依存します。プロトンがグルオンとクォークのバッグである場合、それらに作用する他の粒子に応じて、それらのバッグは成長および収縮します。したがって、ShanahanとDetmoldの結果は1つの数値に要約されません。
しかし今、私たちの中にあるこれらすべての小さな、沸騰する世界の両極端の地図は、はるかに鮮やかです。
