वैज्ञानिकों ने प्रत्येक परमाणु के केंद्र में स्थित छोटे कण - प्रोटॉन के रहस्यों को जानने की कोशिश में दशकों बिताए हैं। अपने छोटे आकार के बावजूद, प्रोटॉन अपनी आंतरिक संरचना में अविश्वसनीय रूप से जटिल और गतिशील हैं, और भौतिक विज्ञानी उन्हें पूरी तरह से समझने के लिए काम करना जारी रखते हैं। अब, शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक प्रोटॉन के अंदर काम करने वाली ताकतों का अब तक का सबसे विस्तृत नक्शा बनाकर एक बड़ा कदम उठाया है।
इसे प्राप्त करने के लिए, एडिलेड विश्वविद्यालय की अनुसंधान टीम ने ग्रिड क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स नामक एक शक्तिशाली कम्प्यूटेशनल तकनीक का उपयोग किया। प्रोटॉन के घटक क्वार्क और ग्लूऑन का प्रत्यक्ष अवलोकन बेहद चुनौतीपूर्ण है, इसलिए शोधकर्ताओं ने एक उपन्यास विधि विकसित की है जो अनिवार्य रूप से "अंतरिक्ष और समय को एक अच्छे ग्रिड में तोड़ देती है", जैसा कि टीम के एक सदस्य ने वर्णन किया है।
इस आभासी ग्रिड ने उन्हें प्रोटॉन के अंदर क्वार्कों के बीच बातचीत को अनुकरण करने के लिए अत्यधिक जटिल समीकरण लागू करने की अनुमति दी। व्यापक कम्प्यूटेशनल कार्य के बाद, सिमुलेशन ने बलों का एक अभूतपूर्व दृश्य प्रस्तुत किया।
टीम ने पाया कि ये बल असामान्य रूप से मजबूत हैं, जो एकल परमाणु नाभिक से हजारों गुना छोटे पैमाने पर भी 500,000 न्यूटन तक पहुंचते हैं। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, यह लगभग 10 हाथियों के वजन को लगभग एक छोटी सी जगह में निचोड़ने के बराबर है।
अध्ययन को आगे बढ़ाने वाली गणनाओं के लिए जिम्मेदार एक पीएचडी छात्र ने नोट किया कि ये प्लॉट प्रोटॉन की जटिल आंतरिक गतिशीलता और उच्च-ऊर्जा कण टकराव में उनके व्यवहार को समझने का एक बिल्कुल नया तरीका प्रदान करते हैं।
इस तरह के उच्च-ऊर्जा प्रयोग सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर जैसी सुविधाओं में होते हैं, जहां 10,000 से अधिक वैज्ञानिक अपनी मूल संरचना का अध्ययन करने के लिए प्रोटॉन को एक साथ तोड़ते हैं। प्रोटॉन की आंतरिक शक्तियों की गहरी समझ उन सिद्धांतों को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है जो प्रकृति के सबसे मौलिक निर्माण खंडों में से एक का वर्णन करते हैं।
शोधकर्ता निष्कर्षों में इतने आश्वस्त हैं कि टीम के एक सदस्य ने अपने काम की तुलना प्रकाश बल्ब विकसित करने से पहले थॉमस एडिसन के प्रकाश के मूलभूत गुणों के अग्रणी अध्ययन से की। जिस तरह इन खोजों ने लेजर और आधुनिक इमेजिंग जैसी तकनीकों को जन्म दिया, उसी तरह प्रोटॉन के रहस्यों को उजागर करने से भविष्य की वैज्ञानिक और चिकित्सा प्रगति का मार्ग प्रशस्त हो सकता है।
एक क्षेत्र जो विशेष रूप से लाभान्वित होगा वह कैंसर के उपचार के लिए प्रोटॉन थेरेपी है, जो ट्यूमर को सटीक रूप से लक्षित करने के लिए त्वरित प्रोटॉन का उपयोग करता है। प्रोटॉन बलों की गहरी समझ वैज्ञानिकों को इस जीवन रक्षक तकनीक को अनुकूलित और बेहतर बनाने में मदद कर सकती है।