Nova otkrića o tlaku kvarkova u protonu

Kvarkove, koji su s gluonima sastojci protona, teorijski je zamislio nedavno preminuli Murray Gell-Mann, a eksperimentalno su otkriveni u Stanfordu krajem 60-ih godina.  No i nakon pola stoljeća struktura protona, tj. raspodjela kvarkova i gluona u njemu, vrlo je slabo poznata. Tek su u posljednje vrijeme razvijene metode kojima bi se korištenjem specijalnih tipova procesa na ubrzivačima čestica mogla ostvariti kvalitetna "trodimenzionalna" slika protona i izmjeriti neka njegova nepoznata fizikalna svojstva.  

Rad je nastao kao reakcija na rad troje  istraživača iz SAD-a, koji su korištenjem jednoga drugoga pristupa prošle godine proglasili "otkriće" tlaka u protonu. Uvidjevši da je njihov pristup problematičan, a koristili su model protona nevezan uz neuronske mreže, kojega smo razvili njemački fizičar Dieter Mueller i ja, pa sam imao dobar uvid u njihovu metodu, odlučio sam „napasti“ taj problem ovim moćnijim metodama, što je dalo puno bolji uvid u taj teško dostupan i prilično nepoznat svijet unutrašnjosti protona, kaže profesor Kumerički

Neuronske mreže vrlo su fleksibilne matematičko-računalne strukture kojima su se ovdje modelirale raspodjele kvarkova i gluona, a onda se metodama strojnoga učenja iz izmjerenih podataka dobila slika protona, znatno realističnija nego u ranijem pristupu. Profesor Kumerički osvrnuo se na konačne rezultate rada:

Pokazalo se da se iz trenutnih eksperimentalnih mjerenja još ne može sasvim pouzdano odrediti taj tlak u protonu, ali je istovremeno uspostavljena metoda kojom bi se to trebalo moći, nadamo se, razmjerno brzo. Tako je ovaj moj rad u smislu "otkrića" zapravo privremeno korak unatrag, ali je u smislu razvoja tog područja znanosti, nadam se, korak unaprijed.

Novi su rezultati pokazali da je prošlogodišnji rad američke grupe [2] tek prvi, pomalo preoptimističan korak, te da će pouzdano mjerenje tlaka u protonu biti moguće tek u slijedećim eksperimentima koji su već u pripremi.

[1] Kumerički, K., Measurability of pressure inside the proton, Nature 570, E1-E2 (2019) 
Cijeli rad je i slobodno dostupan putem linka:https://rdcu.be/bFE7O

[2] Burkert, V. and Elouadrhiri, L. and Girod, F-X, The pressure distribution inside the proton, Nature 557, 396-399 (2018)

Popularni prikaz ove problematike može se naći i u
https://physicsworld.com/a/internal-pressure-of-proton-is-measured-for-the-first-time/