Протон — это не твёрдый шарик, а скорее тугое переплетение кварков и глюонов. Глюоны — частицы, которые переносят сильное взаимодействие, своего рода клей, удерживающий кварки вместе. Но этот клей не просто соединяет — он давит.
В эксперименте J/ψ-007 на ускорителе Jefferson Lab пучок фотонов направили на протоны. Иногда фотон, столкнувшись с протоном, рождал частицу J/ψ, которая затем распадалась на пару мюонов. Измеряя, как часто это происходит под разными углами, физики восстановили, как глюоны распределены внутри протона.
Оказалось, что глюоны сосредоточены ближе к краю протона и создают сжимающее давление. Это давление не даёт кваркам разлететься — оно и есть та сила, что держит протон целым. Результаты совпали с расчётами на суперкомпьютерах, где физики моделируют поведение кварков и глюонов из первых принципов.
Теперь у нас есть прямое экспериментальное подтверждение того, как именно глюоны формируют внутреннюю структуру протона. Это важно не только для понимания устройства материи, но и для будущих экспериментов на новых ускорителях, где протоны будут сталкиваться с ещё большей энергией.
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.14416
We report on the measurement of the two-dimensional differential cross section for near-threshold J/$$\psi \to \mu^+\mu^-$$ photoproduction from the J/$$\psi$$-007 experiment in Hall C at Jefferson Lab. Our results agree with the previously published J/$$\psi \to e^+e^-$$ results. We extract the integrated photoproduction cross section and find no evidence for open-charm contributions. A combined analysis of both decay channels following a Holographic QCD approach yields improved experimental constraints on the gluonic gravitational form factor $$\mathcal{C}_g(t)$$. Our results agree with recent lattice QCD calculations and we obtain $$\mathcal{C}_g(t)$$ with a comparable statistical precision to lattice QCD. Our results support a spatial picture where gluons dominate at larger radii with a confining inward pressure. This work provides new input for exploring the mechanical properties of gluons inside the proton.
Давление внутри протона в миллиарды раз превышает давление в центре нейтронной звезды — самого плотного известного объекта во Вселенной.
В романе «Задача трёх тел» Лю Цысиня инопланетяне создают протоны-софоны, разворачивая их в двухмерные структуры — но даже там не упоминается, как глюонное давление удерживает их от распада.