揭開質子內部：宇宙中最強大的力量

科學家們完成了一項驚人的壯舉——以極高的精確度繪製了質子內部的力量分佈，揭示了將夸克結合在一起的巨大力量。透過晶格量子色動力學，研究人員創造了可能是史上最小的力場圖。他們的發現顯示出令人震驚的強大相互作用，相當於將10頭大象的重量壓縮在比原子核還小的空間中。

這項研究由包括阿德萊德大學專家在內的國際團隊主導，旨在加深我們對塑造自然界的基本力量的理解。阿德萊德大學物理、化學與地球科學學院副教授Ross Young表示：「我們使用了一種強大的計算技術——晶格量子色動力學，來繪製質子內部的力量分佈。這種方法將空間和時間分解成細小的網格，使我們能夠模擬強力——將夸克結合為質子和中子的基本相互作用——在質子內不同區域的變化。」

研究團隊的成果可能是史上最小的自然力場圖。他們的研究結果已發表在《物理評論快報》上。阿德萊德大學博士生Joshua Crawford的計算工作與阿德萊德大學團隊及國際合作者共同完成。Joshua表示：「我們的發現顯示，即使在如此微小的尺度上，所涉及的力量仍然巨大，達到50萬牛頓，相當於約10頭大象的重量，壓縮在比原子核還小的空間中。」

這些力量圖提供了一種新的方式來理解質子內部的複雜動力學，有助於解釋質子在高能碰撞（如大型強子對撞機中的碰撞）以及探測物質基本結構的實驗中的行為。大型強子對撞機（LHC）是世界上最大且能量最高的粒子加速器，由歐洲核子研究組織（CERN）建造，並與來自100多個國家的10,000多名科學家及數百所大學和實驗室合作。LHC的目標是讓物理學家測試不同粒子物理理論的預測。

Young副教授表示：「愛迪生並不是透過研究更亮的蠟燭來發明電燈泡的，而是建立在幾代科學家研究光與物質相互作用的基礎上。同樣地，我們的研究揭示了物質的基本組成部分在被光擊中時的行為，加深了我們對自然界最基本層面的理解。」

隨著研究人員繼續揭開質子的內部結構，更深入的洞察可能有助於改進我們在尖端技術中使用質子的方式。一個突出的例子是質子療法，它使用高能質子精確地靶向腫瘤，同時最大限度地減少對周圍組織的損害。正如早期對光的理解為現代鐳射和成像技術鋪平了道路一樣，推進我們對質子結構的知識可能會塑造科學和醫學的下一代應用。

這項研究首次將質子內部的不可見力量變得可見，彌合了理論與實驗之間的差距，就像前幾代人揭開光的秘密以改變現代世界一樣。